INSTRUMENTOS DE MEDICION

HISTORIA DE LA BALANZA

La balanza se ha utilizado desde la antigüedad como símbolo de la justicia y del derecho, dado que representaba la medición a través de la cual se podía dar a cada uno lo que es justo y necesario.

La balanza (del latín: bis, dos, lanx, plato) es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Al igual que una romana, o una báscula, es un instrumento de medición que permite medir la masa de un objeto.

Balanzas antiguas.

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de calibración depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la aceleración de la gravedad.

El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilos (con precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión de miligramos) en balanzas de laboratorio.

La evolución de las balanzas en los últimos tiempos ha sido radical, pues se ha pasado de utilizar las balanzas tradicionales, de funcionamiento mecánico, a balanzas electrónicas de lectura directa y precisa.

Uso de la balanza: La principal utilidad de las balanzas es para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne, pescado, frutas, etc. Estas balanzas llevan incorporado una máquina calculadora donde el vendedor introduce el precio de la materia que pesa y realiza automáticamente el cálculo del coste, que el cliente puede ver en una pantalla, y al final de la compra emite una factura de todas las mercancías pesadas.

Otro uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas cantidades de masa que se utiliza en los laboratorios para hacer pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas destacan por su gran precisión.

En los hogares también hay, a menudo, pequeñas balanzas para pesar los alimentos que se van a cocinar según las indicaciones de las recetas culinarias.

Historia

La balanza ya aparece representada en el Antiguo Egipto en numerosos bajorrelieves y papiros. En el Libro de los muertos, que data del segundo milenio a. C., aparece la balanza de platillos, colgados de los extremos del brazo, suspendido de un soporte central, para comparar el peso del corazón del difunto, símbolo de sus actos, con el de la pluma de la diosa Maat, símbolo de la Justicia y Orden Universal.

Una de las más antiguas representaciones de una balanza: Anubis pesando el corazón en el juicio de Osiris, pintado sobre papiro.

Entre las balanzas que se hallan en el Museo de Nápoles, descubiertas en Pompeya, se observan de cuatro diferentes clases:

de dos platillos, con un peso que puede correr por uno de los brazos,

de un platillo, pendiendo del brazo de palanca un peso móvil,

de ganchos, sin platillos, que se conoce con el nombre de romana. En Roma se popularizó esta balanza.

Sus dos brazos tienen distinta longitud y el objeto que se quiere pesar se cuelga del más corto. A lo largo del brazo largo se desliza un peso o pilón, hasta que los brazos quedan en equilibrio.

Las marcas situadas en el brazo del pilón indican el peso del objeto. Al utilizar el principio de la palanca, tiene la ventaja que el pilón puede ser de mucho menor masa que el objeto a medir;

la balanza para líquidos a modo de cacerola de mango prolongado que hace las veces de brazo de romana.

Las pesas suelen llevar grabado algún número o escala numérica; y están fabricadas generalmente de alguno de los siguientes materiales: bronce, plomo, piedra e incluso barro cocido. Cuando no llevan señal de ninguna clase, denuncian mayor antigüedad pues hasta el imperio de Octavio Augusto no se estableció en Roma ni en sus provincias la magistratura encargada de señalar y vigilar la medida de los pesos, aunque anteriormente algunas pesas sí estuvieron señaladas.

Teoría vectorial

Balanza antigua. Parque de las Ciencias de Granada.

Sean las magnitudes vectoriales FA y FB los pesos correspondientes a los cuerpos A y B (representantes de la acción del campo gravitatorio terrestre sobre ellos) de modo que AB es una distancia muy pequeña respecto a las dimensiones de la Tierra; sea AB una barra homogénea rígida de cuyos extremos se hallan suspendidos los cuerpos. La resultante del sistema de vectores {FA, FB) es:

R = FA + FB

Si la barra se encuentra apoyada en O, punto medio de AB (apoyo articulado que permite el giro de AB en torno a un eje horizontal que pase por O), la ley de la acción y de la reacción de Newton supone que la Tierra (T) reacciona, mediante la barra rígida TO, con una fuerza R, de tal modo que la condición necesaria de equilibrio es:

FA + FB + (R) = 0

Como lo mismo ocurre en otra posición A'B', siendo el punto O fijo, la condición no es suficiente, sino que es preciso exigir que no haya giro. Se demuestra entonces que para una situación de desequilibrio siendo el ángulo de giro pequeño, 0, es:

FA' cos 0 FB' 1 cos 0 = Fcd sen 0; FA FB = (FcdM) 0;
para 0 = 0 se reduce a:

FA FB = 0 = MAg MBg

de donde MA = MB, si MA y MB son los coeficientes intrínsecos (masas) de A y B, respectivamente.

Balanza analítica

La balanza analítica es un instrumento utilizado en Química, que sirve para medir la masa. Su característica más importante es que poseen muy poca incertidumbre, lo que las hace ideales para utilizarse en mediciones muy precisas. Las balanzas analíticas generalmente son digitales, y algunas pueden desplegar la información en distintos sistemas de unidades. Por ejemplo, se puede mostrar la masa de una sustancia en gramos, con una incertidumbre de 0.00001g. (0,01 mg)