質問: 理科の実験で使われる、左右の腕の長さが等しいさおの両端に皿が設けられた、重さをためるための天秤を何という?
回答: 上皿天秤

タイトル: てこ
このような分類をする理由は、てこが「力を増幅させ、あるいは力の向きを変更させる」最も基礎的な装置として古代に開発された道具(単純機械)であり、力を伝達する装置であるからである。力の伝達装置の入力・出力を区別するため、力点・作用点という異なる名前が必要だったのである。なお、天秤においては力点・作用点を区別できない。これは、てことは道具の目的が異なるからである。ある小学校の指導案では、「てんびん」を学習させた後、てんびんの片方のおもりをはずして手で押し、重いおもりを小さい力で持ち上げられるという「てこの原理」を体感させることで「てこ」を学習させる。ここで自分の手があるほうが力点となり、同時に天秤は重い物を持ち上げる道具になっている。ちなみに支点は力学でも重要であり、英語では Fulcrumという固有の単語がある。

タイトル: ロベルヴァルの秤
ロベルヴァルの秤(のはかり)またはロベルヴァル機構は17世紀のフランスの数学者、ジル・ド・ロベルヴァルが発明した秤のメカニズムである。日本では調剤用の上皿天秤などとして広く用いられた。リンクを使って秤量用の上皿が平行に運動するようにしたものである。中央を回転可能に支えた2本の水平ビームを2本の垂直のビームでつなぐことによって、垂直ビームの取り付けられた上皿は水平に保たれたまま運動することになる。それまであった吊り式の天秤に比べて、精度よく作るのにより技術が必要とされるが、計量のし易さにより、長く用いられることになった。

タイトル: ねじり天秤
ねじり天秤(ねじりてんびん、英: Torsion balance)とは、電荷を与えた2つの小球の間にはたらく力とその距離、電荷の関係を調べるための実験器具である。ガラスで出来た容器の中に、コルクの小球を固定して吊り下げ、それに接触する位置に、棒の両端に繋がった2つの小球が金属線で平行に吊り下げられている。固定した小球に電荷を与えると、接触している小球に電荷が移動し、2つの小球の間に斥力がはたらく。その斥力により小球が離れると、繋がった棒を吊るした金属線がねじれ、そのねじれ角を容器の内部に書かれた目盛りで測ることで、はたらく力の大きさを知る事が出来る。1785年にシャルル・ド・クーロンが、この実験器具をもとにクーロンの法則(静止した2つの点電荷の間にはたらく力はそれぞれの電荷量の積に比例し、距離の2乗に反比例するという法則)を発見した。

タイトル: 上皿天秤
粉末等を測定する場合は、薬包紙などを用いることになるので、この場合は薬包紙を分銅を載せる側の皿にも置いた上で上記の調整を施す。そうしないと薬包紙の重さと空気の流れによる浮力によって測定結果が狂ってしまう。上皿天秤に用いられる分銅は精密に重さが検定されているものであるため、汚れや錆を生じさせたり、加圧や衝撃などで一部がかけたり削れたりしないよう十分な注意が必要である。分銅が納められているケースには、必ず専用のピンセットが用意されており、取り扱いにはこれを使う。通常の分銅には専用のピンセットでつかみやすいように突起がついていて、この部分をピンセットで慎重につかみ、静かに上皿天秤に載せるようにする。組分銅のうち軽量の分銅は四角形の板状であることが多いが、その場合にも突起がついている。もちろん上皿天秤本体も同様に注意して扱う必要がある。

タイトル: 天秤ばかり
竿の安定を求めるには感量を大きくとれば容易である。一方感量を小さく取りたい(精度を高くしたい)場合、竿の安定は得がたくなる。感量と竿の安定は相反する条件となる。感量と竿の安定の極限を求めるために竿の中央支点上部に垂直に上下できる重りを設ける場合もある(精密天秤)。重りを高くすると安定性は減ずるが感量は高くなる。竿の中央から指針を垂直下方にむけて取付ける場合もある。指針により竿の平衡状態を正確に読むことができる。また指針が左右に不均等に揺れている場合は平衡状態でないことを素早く読み取れる。また指針が左右均等に揺れている場合にはナイフエッジには動摩擦が作用しており、より大きな静摩擦の影響を受けないためより迅速にかつ正確に平衡を読み取ることができる。指針の質量は感量を増やすこととなる。竿の三支点の高さを同一として指針の質量によって竿の安定を図る設計をする場合もある。

タイトル: 秤
(質量と重さ(重量)との違いについては、重さ(weight)または質量(mass)を参照。)天秤ばかりは質量(単位はキログラム)を測り、バネばかりは重量(物理量は力、単位はニュートン)を測るとする論者もいるなど、現在でも認識が異なっているのが実態である。しかし、計量に関する国際機関であるOIML(国際法定計量機関)とJIS(日本産業規格)は「はかり」を次のように定義しており、明確に質量を測定するものとしている 。計量法体系でも、定期検査が行われる特定計量器の種類として「質量計」の語を用いて、秤が質量を測る計器であることを明確にしている。もし例えば体重計の目盛の表示が重量(物理量は、力)を表しているとするならば、その単位はニュートン(記号はN)でなければならない。

タイトル: 天秤 (釣り具)
おもりの上部から針金が2本まっすぐに伸びている。そのうち1本をL字型に曲げて使う。似たような仕掛けにロケット天秤などがある。

タイトル: キャヴェンディッシュの実験
キャヴェンディッシュによって組み立てられた装置はワイヤーで吊り下げられた 6フィート (1.83 m) の木製の天秤棒でできたねじり天秤であり、 直径 2-インチ (50.80 mm) で質量 1.61-ポンド (0.730 kg) の鉛でできた球 (以下、小鉛球) が天秤棒の両端に取り付けられている。 その小鉛球の近くに、二つの直径 12-インチ (304.80 mm) で質量 348-ポンド (157.850 kg) の鉛球 (以下、大鉛球) が独立した吊り下げ機構によって約 9-インチ (228.60 mm) 隔てられて設置されている。 この実験は、小鉛球と大鉛球の間に働く相互作用としての微小な引力を測定するものである。二つの大鉛球は水平木製天秤棒の両端に設置されている。大鉛球と小鉛球の相互作用により天秤棒は回転し、天秤棒を支持しているワイヤーがねじれる。

タイトル: ワット天秤
ワット天秤の名称は、試料の質量が電流と電圧の積、すなわちワット単位で測られる量に比例するという事実に由来する。キブル天秤の名称は、この天秤の発案者のブライアン・キブル(英語版)に因むものである。

タイトル: 電子天秤
電子天秤にはロードセル式、電磁式、音叉式がある。どの方法でも、あらかじめ標準分銅を測定して、正確な質量値を示すように校正しておく必要がある。地球上で測定場所が変われば重力加速度が変わるので、標準分銅の測定や校正表による校正(キャリブレーション)が必要となる。最近では装置に内蔵された分銅で自動校正を行う装置もある。

タイトル: 天秤棒
天秤(天秤ばかりを含む)や、天秤の原理を使った道具や理論において、天秤の均衡を保つ横棒は、棒、竿、横棒、天秤棒などと呼ばれる。ここでは「天秤棒」の用例がある項目をいくつか挙げておく。また、ドイツはバーデン=ヴュルテンベルク州の都市ヘムスバッハは、ヨーロッパにおける天秤棒の一種である「肩軛(肩くびき、かたくびき)」を古くからの町の伝統的象徴としてきたことから、現在の市の紋章にも肩軛が描かれている。

タイトル: 天秤 (ミシン)
天秤(てんびん)は、ミシンの部品の一つである。上糸を引き上げる働きをする部品となっている。1872年にウィラー・ウィルソン社が発明した。直線本縫いミシンでは、頭部の基本機構は「針棒」「かま」「天秤」「送り」から構成されている。ミシンのセットのときには、針を上げることで、天秤に糸が掛けられるようになる。ループが大きくなると、天秤を下に下げることで、上糸に余裕を持たせる働きが働く。また、ループが内釜を抜けと、上糸が余るため、天秤を上げることで上糸が引き上げられる。

タイトル: 秤
天秤ばかりは安定状態に落ち着くまでにやや手間が掛かるほか、装置も総じて大きくなる傾向がある。このため重力が一定の環境下では、多少の誤差はあるものの、扱い易いばねばかりの方が広く使われている。ばねばかりでは、機械要素としての金属ばねを用いる方法(コイルスプリングまたは板ばね)の他、ゴムなどの弾力性のある素材が使われることもあるが、無理な過重をかけると金属ばねは変形したり破損するほか、ゴムでは断裂するほかゴムそのものが経年変化で劣化すると誤差が拡大する。近年では圧電素子や圧力を加えると電気抵抗が変化する電気伝導素材などを使って電気的に計測する方法も利用され、電子吊りばかりなどの機器も出回っている。

タイトル: 重し
糸や布などの端に吊り下げて利用される重しは、通常、おもり(重り・錘)と呼ばれる。 おもりは、糸などをぴんと張るため、あるいは鉛直を指し示すために利用される。例えば、釣りにおいて、針やえさをうまく投げて沈めるためにおもりが使われ、カーテンのすそを安定させるためにはカーテンウエイトが、糸を紡ぐためには紡錘が用いられる。 また、時計の動力とする場合など、位置エネルギーを利用するような機械においてもおもりは使われる。なお、天秤ばかりなどの重量を計測する機器において、測定する対象とつりあわせるために使う分銅についてもおもりと呼ばれる。これは、吊り下げ型の天秤が一般的だった頃の名残であり、また、一般に重心に対向して配置されつりあいを取るために利用される重しは、おもりと呼ばれる場合がある。

タイトル: 重さ
そのため、質量を重力の大きさを介して量るばねばかりを使う場合はその地点の重力加速度の違いによって調整ができるようになっている。天秤ばかりの場合は、分銅の質量とバランスによって質量を量るので、その計測値は重力加速度に依らず一定である。宇宙船の中での体重測定のように、物質の慣性力の大きさから質量を計量する場合は、その質量は重力加速度に影響されない。地球上において厳密な質量を量る場合には、空気による浮力の大きさを考慮して補正する必要がある。これは、天秤ばかりの場合も同じである。

タイトル: 重し
重量を利用する具体例として、書道において半紙を固定するための文鎮や、紙や布などの端に乗せ、風で飛ばされるのを防ぐ目的で利用するペーパーウェイトがある。また固定以外の目的でも、重量による効果として、漬物を作る際に漬け汁が漬け物全体に行き渡る手助けとして用いたり(漬け物石)、味噌を作る際に、味噌の発酵を手助けする目的で用いることがある。また、船舶を安定させるためのバラスト水や、フォークリフトやクレーンを安定させるためのカウンターウェイトのような用い方もある。天秤ばかりを使用する際には、計る物体とつりあわせるために用いる。他の呼び方として、おもり(重り・錘)、鎮(しず)などがある。

タイトル: 天秤 (釣り具)
天秤は釣りに使う仕掛けの部品のひとつで、道糸と鉤素(はりす)とおもりを接続し糸のからみを防ぐためのもの。主に投げ釣りで使われる。大きく針金がL字型に折れるL型と針金がおもりを貫通する直線型に分けられ、L型は更におもり一体型のものとおもりのない交換型に分けられる。片天秤(固定式)、遊動式(2本の針金の先端にある輪の大きさが異なる)、両天秤、ジェット天秤、海草天秤などの種類がある。また絡みを防ぐためだけでなく、仕掛けを遠くに飛ばす役目や、当たりを伝えやすくする役目、仕掛けが流されにくいようにする役目など様々な用途でも使われる。それぞれ用途や状況によって種類の使い分けが必要である。

タイトル: 秤
例えば空気中にある天秤の片方に気体ヘリウムの詰まった風船を載せ、もう片方に中身の無い風船と原器を載せても、風船中の気体ヘリウムの質量を測ることはできない(風船が浮力により浮き上がってしまうため)。この浮力の問題は、ばねばかりでも同様である。また正確に計測する上では、設計されたとおりの使用方法で利用する必要がある。例えば水平ではない状況で天秤ばかりを使っても正確には図れないし、平面に置いた計測対象の横にばねばかりを繋いで牽引しても、平面と計測対象との間に働く摩擦力しか測れない。また計測対象を運動させる他の力(磁力や風など)がある場合にも、正確には測れない。当然ながら、振動の激しい環境でも秤の状態が安定せず、測れない。

タイトル: ばねばかり
ばねには一定の範囲内で重量に比例して伸び縮みする性質(フックの法則)がある。ばねばかりには、物体をぶらさげた時のばねの伸びを利用するものと物体を載せた時のばねの縮みを利用する上皿型のもの(体重計やキッチンスケールなど)がある。ばねばかりは、あまり精度を要求されないような場面では広く用いられてきた。電源が不要で簡便に重量を量ることができる利点がある。ただし、ばねの性質上、測定範囲が限られ、重量は測定できても質量(物体そのものの量)を測定することができないなどの弱点がある。ばねばかりの示す重さは、天秤ばかりで測る重さとは違い、測定する場所の重力場に左右される。地球の表面上では、地球の自転の影響で緯度により重力の大きさが変わるので、販売される地域によって表示が調整されている場合もある。なお、力学実験に用いられることもありニュートン目盛が併記されているものもある。

タイトル: 濃度算
4%の食塩水A180gと10%の食塩水Bを混ぜ合わせると6%になった。Bの食塩水の重さを求めよ。てんびんの計算と同じように考える。 ACとCBの長さの比は(6-4):(10-6)=1:2。天秤がつり合っているとき、おもり(食塩水)の重さの比は支点までの距離の比の逆比になるので、A:B=2:1となる。比の2が180gにあたるので1は180÷2=90(g)。

タイトル: 飯盛挺造
下側には5ミリメートルの穴が開いていて内面にも水蒸気が吸着するようになっている。上側には引っ掛けるための小さい鉤が融着してある。エーテルと、天秤を収めてあるガラス鐘の内部の温度は、普通の温度計より10倍精度の高い温度計で測定するようにしてある。

タイトル: グーイの磁気天秤
実用的な機器では、天秤および磁石全体はガラス箱の中に封入されており、気流による影響なく重量計測が行えるようになっている。異なる温度の試料について計測が行えるように、サーモスタットが組込まれていることもある。グーイの磁気天秤には強い電磁石が必要なので、据置型の機器となる。気流による影響を避けるため、気密を施した部屋の中の大理石の天秤台に据え付けることが多い。グーイの磁気天秤に用いられる定常磁場は入り切りする必要があるので、通常は電磁石を用いて発生させる。

タイトル: グーイの磁気天秤
グーイの磁気天秤(グーイのじきてんびん)とは、ルイ・ジョルジュ・グーイ(英語版)が発明した、試料の磁化率を測る機器である。

タイトル: 浮秤
浮秤(うきばかり、ふひょう 英:Hydrometer)は、浮力の概念に基づいて液体の相対密度を測定するのに用いられる計器。

タイトル: 皿回し
皿などを高速で回転させることによって遠心力がはたらき、皿と棒が垂直(皿と地面・床が水平)の状態を保とうとする。さらに、皿が充分な速度で回転するようになると、皿の中心を棒などで支えても回転状態を保ち、回転軸の方向を一定に保とうとする力がはたらく。これをジャイロ効果という。この現象は、転がりつづけようとする独楽、ヨーヨー、硬貨(コイン)などで確認でき、また、自転車やオートバイなど二輪車の走行、円盤式(回転式)ののこぎりなどでは、この力が利用される。

タイトル: キャヴェンディッシュの実験
その後、ミッチェルのねじり天秤の原理は万有引力定数の測定においては主要な技術となり、今日のほとんどの測定で原理的に同じ装置が使用されている。

タイトル: 天秤
その選別するという特性から「裁き」のシンボルとされていた。古くは古代エジプトの『死者の書』(ペレト・エム・ヘルゥ)で死者の魂の善悪を判定する場面に描かれた。タロットの「正義」では剣と天秤を持つ女性として表象されている。また、星座のてんびん座は女神アストライアーの持ち物とされることもあり同源かもしれない。

タイトル: 直示天秤
詳しくは外部リンクの直示天びんの原理と検査(計量標準総合センター文書)を参照されたい。

タイトル: グーイの磁気天秤
グーイの磁気天秤は、強い磁場下におかれた試料の磁力によるみかけの質量変化を計測する。市販されているものの一部には、このためのポートが基部に設けられている。使用時には、長い円筒状の試料を一部が磁石の磁極の間にはさまれるように天秤に吊す。試料は固体でも液体でもよく、試験管などの円筒状容器に入れることが多い。固体化合物試料は、一様になるように細粉状にするのが一般的である。試料を磁極間に吊すのには付属する糸を用いる。測定時には、二回に分けて値を読む必要がある。まず、磁場を印加するまえの読み (ma) を記録する。次に、磁場を印加した状態での読み (mb) を記録する。その差 (mb − ma) から試料に働いた磁力を求められる。

タイトル: 飯盛挺造
2において、ガラス鐘には、鏡を見通せるように窓を設け、厚さ8ミリメートルのガラス板 q が取り付けてある。管の A 端からコック H0 を通して B から水銀ポンプで排気するようにしてある。M は圧力を測定するためのマノメーターである。コック H1 を通して C 端には五酸化リン(吸湿剤)を入れたフラスコが接続してある。コック H2 を通して D 端には水を入れたフラスコが接続してある。そのフラスコは、エーテルを満たした容器 F に入れてある。その容器はコルクで蓋をしてある。そのエーテルに空気を通すことにより、気化潜熱で天秤の雰囲気を+5°Cから室温までの間の任意の温度に保つことができる。Fig.1の竿の右端に付いている球形のものは、ガラス表面への水蒸気の吸着を研究するためのもので、直径2センチメートル、重さ約0.4グラムの薄肉のガラスでできている。