La bilancia: PESI E MISURE

Fin dall'antichità, l'uomo sentì l'esigenza di misurare quelle grandezze fisiche utilizzate nella vita di tutti i giorni. Tale necessità, fondamentale per la regolamentazione e lo sviluppo degli scambi commerciali di beni e di merci, ha fatto si che ogni popolo del passato inventasse un sistema di unità di misure. Anche nella Bibbia si trova la conferma di tale necessità: "non commettere ingiustizia nelle misure di lunghezza, nei pesi o nelle misure di capacità. Avrete bilance giuste, pesi giusti, efa giusti, hin giusti." (Levitico 19,35-36).

Peso da stadera in piombo configurato a testa femminile, primi decenni del IV sec. d.C. Museo Civico Archeologico Etnologico, Modena. 

I primi sistemi di misura ed i relativi campioni, erano già stati individuati da antiche civiltà quali quella sumera, babilonese ed egiziana. Inizialmente i campioni di lunghezza avevano chiari riferimenti antropomorfi: il piede, il dito, la tesa. I campioni di massa erano invece costituiti da semi, pietre e metalli, scelti con criteri di stabilità nel tempo e di difficoltà di manomissione. 

L’oggetto di marmo, databile alla fine del IV secolo d.C., era destinato alla pesatura del legname. Il peso dichiarato dall’epigrafe (150 libbre, corrispondente a circa 49 Kg.) non corrisponde al peso effettivo (pari a oltre 56 Kg.): i 7 Kg. di differenza sono, quindi, da attribuire ad un errore delle fabbriche artigianali locali che producevano i pesi o sono la testimonianza di un antico tentativo di frode? Conservato all' Antiquarium comunale, Palazzo Priorale di Otricoli, Roma.

Carlo Magno per primo, durante le grandi riforme amministrative, economiche e giudiziarie,  promosse l'unificazione delle masse e l'istituzione di licenze rilasciate ai costruttori di bilance. Questi attraverso dei punzoni "firmavano" i loro strumenti e ne venivano ritenuti gli unici responsabili del regolare funzionamento; queste importati riforme furono l'inizio del futuro sistema decimale.

Il cambiavalute e sua moglie - Metsys, 1514. Al centro del tavolo, una "Pila di Carlo Magno", sistema di pesi molto diffuso nel Medioevo.

L'origine del sistema decimale di pesi e misure forse nacque in Cina. Leggiamo infatti nel Libro dei Principi di Huai Nan questo bel commento sulla bilancia: "la sua sincerità e veridicità dà certezza, la sua solidità e genuinità dà fiducia" ( Huai Nan Tzu, circa 150 a.C.).

Nell'aprile del 1795 l'Assemblea Costituente Francese prescrisse l'adozione di un campione unico di pesi e misure, fissando i principi del sistema e quelli della nomenclatura. La legge del 10 dicembre 1799 ha dato il valore legale ai campioni del metro e del kilometro depositati negli Archivi nazionali Francesi.

Barra di platino-iridio che dal 1889 fino al 1960 ha fatto da prototipo del metro.

Con il passar del tempo si crearono innumerevoli unità di misure, rendendo complicati gli scambi commerciali: bisognava unificare i diversi sistemi di misura. Così nel 1875 si riunì a Parigi una Commissione, composta da 17 paesi compresa l'Italia, che decise di creare un ufficio internazionale dei pesi e delle misure.

L'organismo scientifico e permanente creato ebbe lo scopo di conservare i campioni internazionali e di assicurare l'uniformità e il perfezionamento delle misure fisiche nel mondo. Quest'organismo è stato il primo fondato stabilmente da un insieme di Stati per un obiettivo d'interesse mondiale. Sebbene sia situato in Francia è indipendente dal governo francese, la sua attività è controllata dal Comitato internazionale dei pesi e delle misure.

L'ufficio di presidenza.

Così nacque la metrologia, scienza che si occupa, a livello internazionale, dello studio dei procedimenti di misurazione delle grandezze fisiche, stabilendone i sistemi di misura e le relative unità in base a un'opportuna scelta delle grandezze fondamentali, delle corrispondenti unità di misura e dei relativi campioni. 

Copia n. 62 del prototipo internazionale del chilogrammo, conservato a Torino presso l'INRIM.

L'Ufficio Internazionale dei pesi e delle misure oltre a detenere i prototipi internazionali del metro e del chilogrammo si occupa anche di tutto ciò che riguarda il Sistema internazionale di unità di misura (SI), nato nel 1960. (Testo coordinato sulle unità di misura)

La bilancia che ti dà dell'animale!

 Al Museo Nazionale di Scozia è possibile pesarsi su di una bilancia appositamente progettata per calcolare il vostro peso in relazione ad alcuni animali presi a paragone. Non vi offendete! è scienza anche questa!

National Museum of Scotland, Chambers Street, Edinburgh

La bilancia tra le STELLE

La costellazione della bilancia

La Bilancia è una costellazione piuttosto piccola, e non contiene stelle di prima magnitudine. Si trova tra la Vergine ad ovest e lo Scorpione ad est. Come testimoniano i nomi delle sue stelle più brillanti, faceva una volta parte delle chele dello Scorpione.

A causa del fenomeno della precessione degli equinozi, non esiste più alcuna corrispondenza sulla volta celeste fra la costellazione astronomica della Bilancia ed il relativo segno zodiacale.

Le stelle più brillanti formano un rettangolo:

• α Librae, Zubenelgenubi ("chela del sud"), una binaria visuale;

• β Librae, Zubeneschamali ("chela del nord");

• γ Librae, Zubenelakrab ("chela dello scorpione");

• δ Librae, una variabile a eclisse.

α e β Librae sono l'asta della Bilancia, e γ e δ i due piatti. σ Librae in passato era nota anche con la sigla γ Scorpii, in quanto faceva parte della costellazione dello Scorpione.

Tra storia e mitologia

La Bilancia era una delle costellazioni preferite dai Romani: «L'Italia appartiene alla Bilancia, il segno che più le si addice. Sotto di lei sia Roma che la sua sovranità sul mondo furono fondate», disse lo scrittore latino Manilio. Egli descrisse la Bilancia come «il segno nel quale le stagioni sono in equilibrio, e le ore del giorno e della notte combaciano». È questo un indizio del fatto che i Romani raffiguravano la costellazione come una bilancia perché il Sole si trovava in quella posizione all' equinozio d'autunno, quando il giorno e la notte hanno la stessa durata. Ma l'idea di una bilancia in questa zona non nacque con i Romani, secondo lo storico Gwyneth Heuter i Sumeri conoscevano questa parte di cielo come ZIB-BA AN-NA, la bilancia del cielo, 2000 anni a.C.. La Bilancia è l'unica costellazione dello zodiaco che rappresenti un oggetto inanimato; le altre corrispondono ad animali o persone. Una volta stabilito che si trattava di una bilancia fu naturale separarla completamente dallo Scorpione e associarla invece con la Vergine, che s'identificava con Diche o Astrea, la dea della giustizia. Così i piatti che formano la Bilancia divennero quelli che la dea tiene sollevati verso l'alto. 

La bilancia nei RECORD

È possibile “pesare” una singola molecola? 

Per i ricercatori del California Institute of Technology sì, grazie alla loro “nano-bilancia”. Descritta su Nature Nanotechnology, è uno strumento piccolissimo, in grado di misurare in tempo reale la massa di singole molecole, che potrebbe permettere di studiare le funzioni di singole proteine nelle cellule, capire come agiscono i virus e monitorare le sostanze inquinanti contenute nell’aria.

Le dimensioni del prototipo, messo a punto insieme ai ricercatori del Cea-Leti (Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives)  di Grenoble in Francia, non superano i due milionesimi di metro. Il dispositivo è costituito da un sistema nano-elettromeccanico di risonanza (Nems), ossia una piccolissima struttura vibrante simile a un ponte. Quando una particella, sia essa una proteina o un virus, si posa sul ponte, ne altera la frequenza di oscillazione e dal cambiamento di frequenza è possibile calcolare la massa e la posizione precise della molecola in esame.

Secondo I ricercatori, la nano-bilancia rappresenta una tecnologia rivoluzionaria che offre la possibilità di studiare in dettaglio le funzioni di singole proteine e capire Il loro ruolo nei processi biologici e nelle malattie.

Riferimenti

Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2012.119  

Bilancia nella FISICA

Principio di funzionamento della bilancia

La bilancia nel suo schema originario e tradizionale è una leva a bracci uguali (giogo) appoggiata nel suo punto di mezzo su uno spigolo di un prisma triangolare di acciaio o di pietra dura (coltello). Alle estremità dei due bracci del giogo sono sospesi due piatti uguali; a piatti vuoti la bilancia è in equilibrio stabile con giogo orizzontale; il baricentro del sistema giogo-piatti si trova sotto il coltello. Al giogo è solidale un lungo indice che può oscillare davanti a una piccola scala graduata. Il corpo di cui si vuole misurare la massa m₁ (e quindi il peso), posto su uno dei piatti, fa pendere il giogo da quella parte, perché esercita una forza m₁g (dove g è l'accelerazione di gravità); se una massa nota m₂ posta sull'altro piatto ristabilisce l'equilibrio, si ha m₁=m₂.  Altre caratteristiche importanti di una bilancia sono: la sensibilità, cioè la più piccola variazione di massa che fa spostare in modo apprezzabile l'indice dalla sua posizione di equilibrio; la prontezza, cioè il tempo che occorre alla bilancia per raggiungere la posizione di equilibrio. Un aumento di prontezza si ottiene sempre a scapito della sensibilità.

Fonte

http://www.sapere.it/enciclopedia/bilància+(fisica+e+tecnologia).html

La bilancia e la MANO

Pesare con le mani

Chiuse a pugno o aperte, le mani esprimono volumi diversi e ci permettono di misurare e confrontare quello che mangiamo. Possiamo misurare le nostre portate utilizzando:

- Pugno chiuso - serve per misurare tutti gli alimenti che, una volta nel piatto, si presentano in forma di "montagnetta": pasta, riso, frutta, verdura, insalata…

- Mano aperta a dita chiuse - Con il palmo rivolto verso l'alto, si misurano i cibi piatti: bistecche di carne o pesce, pizza, prosciutto...

- Dita - Servono a misurare le porzioni di formaggio, dolci, torte…

Le mani ci permettono anche quando si mangia fuori di capire subito se quello che abbiamo nel piatto apporta le giuste quantità d'energia per noi, gli specialisti hanno calcolato che:

UN PUGNO DI…. APPORTA

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pane 155 calorie

pasta 185 calorie

risotto allo zafferano 220 calorie

insalata verde (con 1 cucchiaio d'olio e sale) 60 calorie

pomodori in insalata 80 calorie

zucchine 70 calorie

mozzarella 360 calorie

UNA MANO DI…. APPORTA

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petto di pollo 160 calorie

fesa magra 160 calorie

prosciutto crudo magro 29 calorie