Warszawa, 30 maja 1947 r. / r, PATE^ C.01^ £/iQ \ RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ OPIS PATENTOWY Nr 33263 Kazimierz Mecelski (Ostrowiec Swietokrzyski, Polska) KI. 42 1, 1/01 Przyrzad do okreslania ciezaru wlasciwego cial stalych, wiekszego od jednosci Zgloszono 1 wrzesnia 1945 r.Udzielano 16 stycznia 1947 r.Dotychczas nie ma przyrzadu do okre¬ slania ciezaru wlasciwego cial stalych, po¬ dobnego do lareosnetru dla cial plynnych, przy poslugiwaniu sie którym mozna by bylo obejsc sie bez wazenia i wykonywa¬ nia dzialan arytmetycznych dla otrzymania wyniku, natomiast mozna by bylo odrazu okreslac ciezar wlasciwy ciala. Okreslanie ciezaru wlasciwego przyrzadem wedlug wynalazku nie wymaga danych o ciezarze badanego ciala w powietrzu ani o jego ob¬ jetosci, ani tez nie wymaga wykonywania dzialan arytmetycznych, gdyz wartosci obliczone oznacza sie na ramieniu dzwigni z przesuwalnym stalym ciezarem.Przyrzad wedlug wynalazku jest przed¬ stawiony na rysunku, na którym fig, 1 i fig. 2 przedstawiaja jedna postac wyko¬ nania przyrzadu w dwóch polozeniach przed i po zanurzeniu w wodzie ciala ba¬ danego, a fig. 3 i fig. 4 — druga postac wykonania przyrzadiu w analogicznych po¬ lozeniach. * Teorie dzialania przyrzadu wedlug wy¬ nalazku wyjasniono ponizej.Ciezar a ciala wazonego w powietrzu, po¬ dzielony przez jego ciezar wlasciwy d, przedstawia jego objetosc. 4 = v. Cialo to zanurzone w plynie o ciezarze wlasciwym dp wypiera taka sama objetosc plynu i na zasadzie prawa Archimedesa traci pozornie na swym ciezarze j * Ciezary tej samej objetosci cial o róz¬ nych ciezarach wlasciwych maja sie do siebie jak ich ciezary wlasciwe %¦: -£- = -f • a a* aPoniewaz w temperaturze 4° C ciezar wla¬ sciwy wody dp =*!» wiec cialo w wodzie traci pozornie w tej teniperaturze j swe¬ go ciezaru. Ciezar oiala zanurzonego w wo¬ dzie bedzie wiec równy ciezarowi ciala w powietrzu, zmniejszonemu o strate na ciezarze w wodzie: Na tej podstawie zbudowany jest przy¬ rzad wedlug wynalazki, przedstawiony na fig. 1 i fig. 2, w którym cialo o ciezarze a w powietrzu; zawieszone n£ dzwuni dwura- miennej jest równowazone ciezarkiem prze¬ suwnym u o stalym ciezarze.Równanie momentów obu ramion dzwig¬ ni wynosi wówczas: a¦ . b = c . u.Gdy nastepnie cialo zostanie zanurzone w wodzie, to bedzie ono wazylo mniej, . . d - 1 . A . a mianowicie: « —~d— i nastapi zmiana równowagi dzwigni.Aby odzyskac zachwiana równowage momentów mozna' cialo zanurzone przesu¬ nac od punktu obrotu (zwiekszenie momen¬ tu) lub przesunac ciezarek przesuwny bli¬ zej punktu obrotu (zmniejszenie momentu).Dlugosc prawego zmienionego ramienia dla ciezarka przesuwnego u oznacza sie litera x i oblicza z równan: a . b ™ c . u i a . -^—. b = xu, z których x = -c-*- ~ 'JH')- Znajac x mozna latwo obliczyc d: d = —— (iv).C — X Przy stalym ramieniu c mozna podstawic okreslone wartosci na d do wzoru III i po obliczeniu z tego wzoru wairtosci x mozna napisac- na prawym (ramieniu dzwigni od¬ powiadajace tej wartosci x ciezary wlasci¬ we d. W ten sposób uzyskuje sie na pra¬ wym ramieniu dzwigni dla róznych cieza¬ rów wlasciwych d odpowiednie znaki^jdo których ciezarek przesuwny u musi byc przesuniety po zanurzeniu ciala w wodzie, aby otrzymac okreslona wartosc rf.Aby znalezc ciezar wlasciwy dowolnego ciala stalegp, wiesza sie je na nitce (której ciezar w obliczeniach, jako zbyt maly, nie jest brany pod uwage) z lewej strony dzwigni tak, aby zawieszony na ramieniu c ciezarek4' przesuwny u zostal zrównowa¬ zony. <• Po zanurzeniu ciala w wodzie przesuwa sie ciezarek przesuwny u w kierunku pun¬ ktu obrotu o, az dzwignia odzyska równo¬ wage. Wtedy ciezarek przesuwny u swoim wskaznikiem wskazuje na odpowiedni cie¬ zar wlasciwy. Dokladnosc tego przyrzadu^ zalezy od czulosci wagi i temperatury wody uzytej.Drugi przyklad wykonania przyrzadu przedstawia fig. 3 i fig. 4. W przyrzadzie tego typu mozna jeszcze latwiej okreslic ciezar wlasciwy cial stalych za pomoca dwuramiennej dzwigni uchylnej, zaopa¬ trzonej we wskazówke S, osadzona w punk¬ cie obrotu dzwigni pod katem prostym.W tym przyrzadzie nie ma ciezarka przesuwnego, tylko jest staly ciezarek u na stalym ramieniu c. Kat odchylenia, po¬ wstaly przez strate na ciezarze ciala przy zanurzeniu go w wodzie, jest zalezny tylko od ciezaru wlasciwego badanego ciala- Niech a oznacza ciezar ciala, b oznacza ramie, na którym zawieszono ciezar, * c oznacza ramie ciezarka u,t e oznacza odleglosc srodka ciezkosci ciezarka u od ramienia c, / oznacza odleglosc srodka ciezkosci cie¬ zarka u od punktu obrotu o, G oznacza kat, jaki tworzy z poziomem linia, laczaca srodek ciezkosci ciezaru u z punktem obrotu o, B oznacza kat, jaki tworzy lewe ramie dzwigni z poziomem, gdy cialo o ciezarze a'jeszcze nie jest zanurzone, a wskazówka S znajduje sie na podzialce na zn&ku Is, X oznacza kat, jaki tworzy lewe ramiedzwigni z poziomem po zanurzeniu ciala o ciezarze a w wódzie.Na zasadzie twierdzenia Pitagorasa p c -\- e Przed zanurzeniem równanie momentów bedzie nastepuj ace: a . ccsB . b = f . cosG . u, a po zanurzeniu: a . -—.— . cosX . b = f . cos (G + B + d . + X) . u.W równaniu momentów po zanurzeniu ciala o ciezarze a w wodzie sa dwie zmien¬ ne X i c/, z czego wynika jasna, ze wielkosc kata X zalezy wylacznie od d.Oznaczienia na podzialce zaznacza sie jak wyjasniono ponizej. Znak Is, nieuwi- dormlnny na rysunku, bedacy ^poczatkiem podzialki, na podzialce rprzyrzadu przed¬ stawionego na fig. 3 i fig. 4 oznacza sie wie¬ szaj ac na lewym ramieniu cialo dowolne tak, aby wskazówka S wychylila sie w kie¬ runku przeciwnym do ruchu wskazówki ze¬ gara o kat mozliwie zblizony do 90° (dzieki czemu zwieksza sie podzialke). Znak ten oznacza miejsce na podzialce, na które wskazówka powinna wskazywac przy za¬ wieszeniu ciala badanego w powietrzu.Majac dane ramie, przy którym wska¬ zówka wskazuje znak /s, np. c = 50 cm oraz ciezar wlasciwy np. 8 ze wzoru x = c -'-", gdzie x jest to dl,ugosc ramienia, odpowiadajaca ciezarowi wlasciwemu d, oblicza sie X = 43,7 cm. Nastepnie prze¬ suwa sie cialo na odleglosc x = 43,7 cm.Wtedy lewe ramie podniesie sie, a wska¬ zówka S opadnie na dól. Na tym miejscu, na podzialce, zaznacza sie 8 i postepuje sie w ten sposób dla innych ciezarów wlasci¬ wych.Ppy oznaczaniu ciezaru wlasciwego 1 w przyrzadzie, przedstawionym na fig* 3 i fig. 4, zawiesza sie na lewym ramieniu dzwigni cialo badane w takim miejscu, aby wskazówka wskazywala na podzialce Po zanurzeniu ciala w wodzie lewe ra¬ mie dzwigni podniesie sie, a wskazówka wskaze na podzialce odpowiedni ciezar wlasciwy. Wplywu temperatury wody, jako bardzo malego, mozna przy technicznych badaniach nie uwzgledniac. PL