المبدأ الأساسي للتوازن

الميزان أداة شائعة الاستخدام في المختبر. وهو أداة لقياس خواص الأجسام، ويعمل وفق مبدأ الرافعة. يتكون من صفيحة صغيرة في كل طرف من أطراف الرافعة، يُوضع ثقل في أحد الطرفين، والجسم المراد وزنه في الطرف الآخر، ويُزود مركز الرافعة بمؤشر. عندما يتوازن الطرفان، تتساوى كتلتاهما (أوزانهما). هذه الأسباب بديهية لمن درسوا الفيزياء. وتشهد الموازين الحديثة تطورًا مستمرًا، وحساسية فائقة، وتنوعًا كبيرًا. ومن أنواعها الشائعة: الموازين العادية، والموازين التحليلية ، والموازين التحليلية الثابتة، والموازين التحليلية الدقيقة، والموازين التحليلية شبه الدقيقة، وغيرها.

تجدر الإشارة إلى أن الميزان لم يتطور إلى ما هو عليه اليوم، بل لا يزال له تاريخ طويل من التطور! يعود اختراع الميزان إلى زمن مبكر جدًا. تزخر دلتا النيل في مصر بالنباتات المائية، وهي تشبه إلى حد كبير القصب الذي ينمو في المناطق المائية في الصين. تُقشر سيقان البردي وتُقطع طبقة تلو الأخرى، ويمكن الكتابة عليها. يُطلق على هذا النوع من الورق اسم البردي. تطورت الكتابة على ورق البردي في العديد من الدول الأوروبية من الكلمة اللاتينية "papyrus". يُعد الكتاب المكتوب على ورق البردي كتابًا بخط متصل، وقد أصبح وثيقة تاريخية مهمة لمصر القديمة. إن ما نعرفه اليوم عن مصر القديمة، وخاصة التطور التاريخي للعلوم والتكنولوجيا، مستمد في معظمه من السجلات المكتوبة على ورق البردي. بالطبع، النص المكتوب على ورق البردي ليس نصًا حديثًا، بل هو نص هيروغليفي قرأه العديد من الخبراء. بحسب ما ورد في المخطوطة الورقية، استخدم المصريون القدماء الميزان منذ عام 1500 قبل الميلاد، بينما يرى آخرون أن ذلك كان في وقت أبكر، حوالي عام 5000 قبل الميلاد. ورغم أن ميزان مصر القديمة بدائي للغاية، إلا أنه يحمل ملامح الميزان الحديث، وقد أصبح نموذجاً أولياً له.

ميزان إلكتروني

كان الميزان الذي استخدمه المصريون القدماء عبارة عن عصا عمودية مثقوبة من المنتصف، تُمرر عبرها، وتُعلق صفيحة من كل طرف بواسطة حبل. استُخدم هذا النوع من الموازين لفترة طويلة، حتى حوالي عام 500 قبل الميلاد، عندما ظهر "العصا" الرومانية. يُقال إن العصا تتحرك إلى موضع الوزن للحفاظ على التوازن مع وزن الشيء المراد وزنه، ولكن في الواقع، كان طرف الميزان (طرف وضع الثقل) متحركًا بدلًا من أن يكون ثابتًا. تكمن ميزته في أنه يكفي استخدام ميزان عادي، كما أن أوزان المعايرة فيه متعددة. يُستخدم أيضًا عمود لتعليق صفيحة بواسطة حبل، ثم يُعلق الحبل به. الشكل الأساسي مشابه للميزان العادي باستثناء أن أحد طرفيه متحرك.

أثناء استخدام الميزان والقضيب، يجد الناس صعوبة بالغة في تعليق الصفيحة بالحبل، مما يجعل استخدامها غير مريح. لذا، يسعى البعض للتخلص من هذا الحبل المزعج. في منتصف القرن السابع عشر، اخترع عالم الرياضيات الفرنسي لوبيل بار ميزان المنصة المتأرجحة. يُعتبر اختراع ميزان المنصة المتأرجحة تحسينًا كبيرًا على الميزان المعلق القديم. ولا يزال ميزان المنصة المتأرجحة يُستخدم على نطاق واسع حتى اليوم.

تجدر الإشارة إلى أن اختراع ميزان المنصة لم يُؤدِّ إلى اختفاء الميزان المعلق من المشهد التاريخي. بل على العكس، استمر استخدام الميزان المعلق من قِبل الناس، وخاصة العلماء، وشهد تحسينات مستمرة، حتى أصبح الميزان الدقيق شائع الاستخدام في العصر الحديث. معظم هذه الموازين من النوع المعلق، ويُستخدم ميزان الصينية بكثرة في الإنتاج والحياة اليومية. أما في التجارب العلمية، فيُستخدم غالبًا في عمليات الوزن التي تتطلب دقة أقل.