Balance hydrostatique

Balance hydrostatique - Hauteur : 50cm ; fléau de 50 cm. A droite, le double cylindre permettant de vérifier le théorème d'Archimède

Cette balance à grande colonne est utilisée chaque fois que l'on a besoin d'un espace important sous les plateaux, ces derniers étant munis d'un petit crochet central permettant de suspendre différents corps ou dispositifs à soumettre à l'équilibre. C'est par exemple le cas du double cylindre utilisé pour la vérification du théorème d'Archimède...

A gauche, les deux vis calantes du pied et le fil à plomb permettent de régler la verticalité de la colonne. Le gros bouton central commande le déblocage du fléau lors de la vérification des équilibres. La photo de droite montre la suspension d'un des plateaux et l'une des extrémités de la fourchette qui sert à immobiliser le fléau lors de la mise en place ou le retrait d'une charge ainsi que lorsque la balance n'est pas utilisée.

Le double cylindre que l'on utilise pour vérifier le théorème d'Archimède : la capacité du cylindre creux, est égale au volume du cylindre plein. A gauche, sa représentation par Focillon dans son livre EXPÉRIENCES ET INSTRUMENTS DE PHYSIQUE, en 1884.

La vérification du théorème d'Archimède...

Tout corps, plongé dans un fluide en équilibre, y subit une poussée verticale de bas en haut, égale au poids du volume de fluide déplacé.

Pour vérifier le principe d'Archimède, on fait l'expérience suivante. - On prend deux cylindres, l'un plein D (fig. 80), l'autre creux C, travaillés de manière que le volume du cylindre plein soit exactement égal à la capacité du cylindre creux (ce dont on peut s'assurer en constatant que le premier entre exactement dans le second). On suspend, sous l'un des plateaux A d'une balance hydrostatique, le cylindre creux, et, au-dessous de lui, le cylindre plein ; puis, on fait l'équilibre à ce système au moyen d'une tare, placée dans l'autre plateau B. - Cela fait, on introduit au-dessous du cylindre D un vase contenant de l'eau, et l'on fait en sorte que le cylindre y plonge complètement. La poussée exercée par l'eau sur le cylindre D fait incliner la balance de l'autre côté. Mais on constate que, pour ramener le fléau à la position horizontale, il suffit de remplir d'eau le cylindre creux C ; on fait donc équilibre à la poussée, en ajoutant, du même côté, un poids d'eau égal à celui de l'eau déplacée.

TRAITÉ de PHYSIQUE ÉLÉMENTAIRE - Drion et Fernet- Paris, 1885

La représentation de la balance hydrostatique utilisée pour cette vérification dans d'autres ouvrages de la deuxième moitié du XIXe siècle :

COURS DE PHYSIQUE
par  B. Boutet de Monvel Paris, 1865

COURS DE PHYSIQUE
à l'usage des gens du monde, des pensions de demoiselles, etc
par A Ganot - Paris 1863

COURS DE PHYSIQUE
à l'usage des candidats au baccalauréat ès-sciences
par Paul Poiré - Paris, 1880

EXPÉRIENCES ET INSTRUMENTS DE PHYSIQUE
par Ad Focillon - Tours, 1884

Ce dernier dessin, est tiré de l'ouvrage d'Alexis Clerc PHYSIQUE ET CHIMIE POPULAIRES, paru d'abord par fascicules illustrés périodiques puis sous forme de 3 volumes reliés vers 1880. Ce n'est pas le plus clair...

Une autre balance hydrostatique, signée O. Hempel & Cie, est présente dans le Compendium. On y accède en cliquant sur l'image, à droite.