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Balança: para medir a Massa

 

A balança é um aparelho utilizado para determinar o peso ou a massa dos corpos. Destina-se às mais diversas pesagens, desde a de caminhões carregados — para que não ultrapassem os limites suportados pelas estradas, por exemplo —, às de mínimas variações de massa — entre muitas operações delicadas, feitas em laboratórios químicos. Além disso, é instrumento bastante útil para medir artigos de consumo.

Por isso a balança, desde há muito tempo, está presente na história da humanidade. Apareceu nas antigas civilizações egípcias, por volta do ano 5 000 a.C., e foi aperfeiçoada ao longo dos tempos, até o aparecimento das modernas balanças automáticas e eletrônicas.

O que se exige delas

A balança é uma aplicação prática de máquina mais simples que existe: a alavanca. E de acordo com a disposição de três elementos — ponto de apoio, potência e resistência — distinguem-se os vários gêneros desse aparelho. Se o ponto de apoio (A) da alavanca é o ponto médio entre o ponto de aplicação da resistência (R) e da potência (P), temos a balança comum. Se o ponto de apoio está mais próximo do ponto R do que do P, temos a balança romana.

Uma balança é caracterizada por três grandezas fundamentais: capacidade, sensibilidade e precisão. A capacidade refere-se aos valores máximos de massa que a balança pode medir; a sensibilidade, por outro lado, as valores mínimos; e a precisão, finalmente, prende-se à qualidade dos resultados de uma pesagem.

Alem do mais, as balanças devem satisfazer às exigências legais, definidas pela legislação metrológica e pelas instruções expedidas pelo Instituto Nacional de Pesos e Medidas: fabricação aprovada, exame inicial e aferição anual. Os padrões, são objetos de controle e devem corresponder a formas e tabelas determinadas por lei.

As pesagens se fazem tomando-se por base a unidade de massa, o grama, com seus múltiplos e submúltiplos; há também o quilate (199 mg), usado para avaliação de pedras preciosas. Quanto aos erros, há máximos que a lei tolera, que variam com a natureza e valor do objeto da pesagem e constam de uma tabela que foi publicada pelo Instituto Nacional de Pesos e Medidas.

 

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Na balança comum, o braço, também chamado cruz, é dividido em partes iguais. O ponto de apoio está no meio, onde há um prisma triangular, o cutelo, com uma das arestas voltada para baixo, apoiada sobre uma base de metal ou pedra dura. Portanto, o braço da potência é igual ao da resistência. E, para que seja obtido o equilíbrio entre os pontos P e R (extremidade do braço), a força aplicada no ponto P deve ser igual à aplicada no ponto R. Nesses pontos, são adaptados pratos, também mediante prismas, embora dispostos no sentido contrário ao cutelo central. Quando os pesos se correspondem, uma agulha, o fiel da balança, indica a posição de equilíbrio localizando-se no centro de uma escala graduada.

Distinguem-se vários tipos de balança:

Balança decimal ou báscula: é aquela que o comprimento dos braços do travessão é de 1/10;

Balança de Cavendish: é aquela destinada a medir a atração dos corpos e indicar a densidade média da terra;

Balança de Mohr ou de Wesphal: de bastante sensibilidade, é usada em laboratório para determinar a densidade dos líquidos;

Balança de mola: tem como peça principal uma mola de arame espiralada colocada em uma caixa vertical; no extremo inferior da mola pende o gancho que sustenta um prato, sendo que na parte da frente da caixa há um índice que se desloca ao longo da frente de acordo com o peso exercido sobre a mola; do lado da abertura há uma escala graduada sobre qual o índice marca a quantidade de massa do corpo posto no prato;

Balança de precisão: é um aparelho destinado a medir a massa dos corpos, constituída por caixas de peso, que dá medidas indiretas das massas;

Balança de torsão: inventada por Coulomb, registra as forças eletromagnéticas;

Balança gravimétrica: registra as anomalias da força da gravidade;

Balança hidrostática: inventada por Galileu, registra com exatidão específica dos corpos sólidos;

Balança romana: é utilizada para corpos de grande massa, assim como veículos e vagões;

Balança automática: aparelho que se destina a registrar as massas dos corpos sem o manuseio do operador, no deslocamento das unidades de massa padrão.