Balanza FÍS.

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Física

(Del latín: bis, dos, lanx, plato). Mecanismo que, permitiendo poner en evidencia una posición de equilibrio entre dos representantes de un mismo o equivalente campo de fuerzas (en general atractivas), sirve para asignar coeficientes intrínsecos relativos entre dos cuerpos, apoyo de dichos representantes del campo. En particular, 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.

Sean FA y FE (fig. 1) 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 (v. MECÁNICA 1) supone que la Tierra (T) reacciona, mediante la barra rígida TO, con una fuerza R, de tal modo que

FA+FB+(R)=0

es la condición necesaria de equilibrio. 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

FA1 cos OFB’ 1 cos O=Fcd sen 0; FA FB=(Fcdl1)0;

para 0=0 se reduce a FAFB=O=nIAgnIBg,

BALANZA BALANZA DE PAGOS611

de donde mA=MB, si mA y mB son los coeficientes intrínsecos (masas) de A y B, respectivamente. Al número

1 l S=.M d

se le denomina sensibilidad de la b. (desviación que corresponde a una sobrecarga unidad en uno de los extremos).

Lo dicho para el campo gravitatorio terrestre se extiende trivialmente a otros campos de fuerzas.

Conviene observar que una condición de utilización práctica, absolutamente necesaria, de la b. de masas (fig. 1) es que el centro de gravedad, C, de la barra con sus mecanismos asociados (cruz, fiel) se encuentre por debajo del punto de suspensión O. Si la masa M de la cruz con sus mecanismos fuera nula (como supusimos al establecer la condición necesaria de equilibrio) la b. no sería manejable: el equilibrio sería indiferente, de modo que colocada en uno de sus extremos una sobrecarga tan pequeña como se quiera iría a un desequilibrio definitivo, provocando el giro en torno a O de la misma, hasta una parada accidental. Por otro lado, si aun existiendo un punto C éste coincidiese con O, tampoco habría posibilidad de equilibrio estable. Y si C estuviese por encima de O el equilibrio sería inestable. Las fórmulas anteriores indican las dos posibilidades de utilización de la b.; conocidos, M, d, l, la medida del ángulo 9 permite: a) cuando 8=0, saber que mB=MA; b) conocer mBmA. Tomado un cuerpo como patrón (unidad) se pueden asignar a otros cuerpos coeficientes relativos a 61 (sus masas relativas; la unidad suele ser el Kg., del que un patrón se encuentra en París). La estabilidad de la posición del fiel, 8=0, se consigue fácilmente mediante sistemas amortiguadores convenientes, que evitan las oscilaciones del mismo en torno a dicha posición, aunque las propias oscilaciones, definiendo un punto medio, permiten fijarlo. V. t.: DENSIDAD; ESTÁTICA.

M. G. VELARDE.

BIBL.: I. PALACIOS, Mecánica Física, Madrid 1948; H. FRANKE, Diccionario de Física, Barcelona 1967.