Wie funktioniert eine Balkenwaage?

Konstruktion einer Balkenwaage

Eine Balkenwaage besteht aus einem Balken mit zwei an den Enden des Balkens hängenden Schalen sowie einem Fuß, auf dem dieser Balken befestigt ist. Der Balken ist auf dem Fuß in der Mitte, dem sogenannten Hebeldrehpunkt, drehbar angebracht. Dies ermöglicht das Ausbalancieren während eines Wägevorgangs. Die Grundlage für diese Art von Waage ist das physikalische Gesetz der sogenannten Hebelbewegung. Dieses besagt, dass bei gleich langen Armen die Kräfte und damit auch die Massen auf beiden Seiten gleich groß sein müssen, damit die Waage im Gleichgewicht, also waagerecht bleibt. Sind die beiden Massen unterschiedlich groß, sinkt die Schale mit der größeren Masse. Jeschwerer sie ist, desto sichtbarer ist auch das Ergebnis.

Die physikalische Formel dazu sieht folgendermaßen aus:

F1 x l1 = F2 x l2

Dadurch, dass l1 = l2 ist, ist auch F1 = F2. Weitergehend gilt F ~ m dementsprechend ist m1 = m2.

Wägevorgang

Beim Wiegen wird der zu wiegende Gegenstand in eine der beiden Schalen gelegt. Anschließend legen Sie das ungefähre Gewicht mithilfe von Gewichtsstücken in die andere Schale. Die Feinabwägung findet dann in beiden Waagschalen statt.
Wird beispielsweise beim ersten Vergleich festgestellt, dass der zu wiegende Gegenstand etwas leichter ist als das Kilogrammstück, wird die Schale mit dem zu wiegenden Gegenstand mit kleinen Gewichten beschwert, bis das Gleichgewicht erreicht ist.

Dieses Verfahren ist wesentlich einfacher als das Ersetzen des Kilogrammstücks durch viele kleinere Stücke. Mit der Differenz der Gewichtsstücke in den beiden Schalen wird das Gewicht des Gegenstands ermittelt.
Im Handel werden verschiedene Typen von Waagen eingesetzt, unter anderem auch die Balkenwaage. Diese wird meist verwendet, um eine festgelegte Mindestmenge zu überschreiten. Wenn der Kunde beispielsweise 2 Kilo Äpfel verlangt, legt der Verkäufer zuerst zwei Kilostücke auf die Waage und füllt dann die andere Schale mit Äpfeln auf, bis die 2 kg überschritten sind.

Wie genau ist eine Balkenwaage?

Die Genauigkeit einer Balkenwaage sollte keinesfalls mit der einer digitalen Waage verglichen werden, denn die Ergebnisse sind nicht immer präzise. Wie in unserem Beispiel erwähnt, geht es bei Balkenwaagen eher um eine ungefähre Kilogramm-Angabe als um die exakte Bestimmung des Gewichts. Mittlerweile befindet sich ein Großteil der antiken Waagen in den Bücherregalen von Sammlern als in wirklicher Nutzung.

Fazit zu Balkenwaagen

Antike Waagen gaben technische Prinzipien zur Gewichtsbestimmung vor, die auch heute noch gültig sind. Dies gilt vor allem für Balkenwaagen und Hebelwaagen. Weiterentwicklungen in der Elektromechanik und Elektronik haben jedoch neue Wägetechniken hervorgebracht, welche die Führung in vielen Bereichen übernommen haben. Heute sind Industriewaagen, Laborwaagen & Co digitalisiert.