Producem dinamometrul cu mâinile noastre

Greutatea este măsurată prin greutăți, distanța printr-o riglă, presiunea printr-un manometru și așa mai departe. Și are un dispozitiv proiectat să măsoare forța care a fost inventată? Un astfel de instrument, desigur, este disponibil. Se numește un dinamometru. Apropo, la domiciliu, apropo, este ușor să faci un dispozitiv de măsură a forței simplu, dar destul de viabil, propriul dinamometru exclusiv.

Greutate, putere, greutate

În conversații confundăm adesea astfel de concepte ca masa și greutatea. Care este diferența dintre ele? Un exemplu mic. Avem o greutate gimnastică de 32 kg. Asta-i cât de mult va arăta cântare noastre de uz casnic, ne costă Turnatoria să le pună. Să ne mișcăm mental la suprafața lunii. Indicații de greutăți, pe care le vom lua cu ei se va schimba și va fi doar 5 kg, 120 g Dar pe cea mai mare planeta a sistemului nostru, Jupiter, cu cea mai mare gravitate, soldul se afișează toate 84.5 kg. Sa schimbat greutatea greutății? Nu, nu este.

Cum poate fi aceasta? Să punem greutatea în spațiu deschis, unde în zero-gravitate cântarele vor arăta zero. Masa a dispărut? Pentru a vă asigura că nu este așa, merită să accelerați coaja noastră de gimnastică la o viteză decentă și să o trimiteți la această sau acea țintă. Dacă același experiment se repetă pe Lună, Pământ, Jupiter, cu condiția ca viteza la momentul coliziunii cu obstacolul să fie aceeași, distrugerea va fi identică.

Greutatea greutății în toate exemplele rămâne de 32 kg. Și ce se schimbă? Forța cu care greutatea se apasă pe platforma balanței. Și pentru ao măsura, această forță, numită "greutate", nu este corectă în kilograme, ci în newtoni.

Forța unui nouton este egală cu greutatea a 102 de grame de marfă de pe suprafața planetei Pământ.

Astfel, după ce am făcut un dinamometru cu propriile noastre mâini, vom putea măsura o cantitate fizică atât de importantă ca forța.

Principiul general al dinamometrelor

Pământul gravitațional este folosit rar pentru măsurarea forței. Acest lucru nu este doar inconfortabil (marfa sau contragreutate poate funcționa numai pe verticală), dar nu exact. Faptul este că Pământul nostru nu este chiar o minge. Este un elipsoid, ușor aplatizat de la poli. Prin urmare, distanța de la ecuator la centrul planetei mai mult decât la Polul Nord, în plus, la Ecuator orice forță centrifugă organism, reducând ușor greutatea sa, astfel încât este garantat pentru a pierde în greutate (deși numai ușor, cu doar 0,5%), trebuie doar să mergi de la pol la ecuator.

Prin urmare, pentru a măsura forța, cele mai des folosite instrumente pe elemente elastice. Și forța uneori este necesară măsurarea pur și simplu a unei forțe uriașe, de exemplu, a motorului unei rachete spațiale a transportatorului. Nu ne putem imagina decât ce ar trebui să fie un dinamometru.

Cu mâinile tale, este puțin probabil să fie produsă. Dar principiul muncii pentru toți "silomerii" este același: forța deformează elementul elastic, dispozitivul înregistrează amploarea acestei deformări.

Dinamometru standard

În lucrările de laborator ale lecțiilor de fizică școlară, pentru măsurarea forței a fost folosit un simplu dispozitiv de primăvară. Luați în considerare cum să faceți un dinamometru cu propriile dvs. mâini, nu mai rău decât unul școlar.

Baza pe care este asamblat întregul dispozitiv este o sculptură obișnuită din lemn sau benzi din policarbonat, plastic, staniu, există multe opțiuni. Pe placă este un arc, un capăt al căruia este fixat rigid, celălalt este legat de corpul prin care se transmite forța. De regulă, acesta este un cârlig de oțel. Gradul de tensiune al arcului este proporțional cu forța aplicată. Cantitatea de deformare este reflectată pe scală, care este aplicată în newtoni. Astfel funcționează un dinamometru. Cu mâinile la domiciliu, nu este necesar să ieșiți dintr-un arc, orice material elastic, de exemplu o bandă elastică, va funcționa perfect.

calibrare

Pentru ca silomerul să funcționeze, acesta trebuie calibrat. Pentru aceasta puteți folosi gravitatea. Se știe că un efort de un nouton corespunde unei greutăți de 102 grame. Dinamometrul este auto-alimentat în următoarea secvență:

• dinamometrul este situat vertical;
• În timp ce arcul nu este încărcat, poziția indicatorului corespunde cu marcajul 0;
• dinamometrul este încărcat cu o greutate de 102 grame, se obține o notă de 1 newton;
• masa încărcăturii de 204 grame va da poziția mărcii în 2 newtoni și așa mai departe.

După cum puteți vedea, ajustarea dinamometrului cu propriile mâini este ușoară.

Designuri diferite de dinamometre "de origine"

Este necesar să se determine sarcina care trebuie măsurată. Și este mai bine să calculați calculul înainte de a face un dinamometru. Cu propriile mâini, puteți face atât un dispozitiv puternic, cât și unul mic, dar mai sensibil. O mulțime de opțiuni de design.

De exemplu, este ușor să faci un dinamometru cu mâinile tale dintr-o bandă de cauciuc. Nu diferă de "școala" clasică. Singura diferență este că, în loc de primăvară, se utilizează o bandă de cauciuc mai accesibilă, de exemplu, dintr-o bară de pescuit de fund sau dintr-un model de avion.

O mică imaginație și o seringă de unică folosință este transformată într-un dispozitiv de măsurare a forței. Aparatul prezentat în figură, numai motivele ar trebui să se concentreze, deoarece este pistonul care trebuie să se pisa circumferențial (sau tăiate cu un cuțit ascuțit), astfel încât se deplasează în interiorul corpului seringii fără efort.

Dacă doriți, puteți face un dinamometru cu propriile mâini de pe un stilou, un pix tipic cu un resort.

Tija trebuie să fie curățată de cerneală, vârful bilei de scris trebuie să fie înțepenit și în interior să fie introdusă clema obișnuită de hârtie.

Dinamometru pe elemente piezoelectrice

Dinamometrele fabricate recent s-au produs cel mai adesea folosind elemente piezoelectrice. Un element piezoelectric este un cristal, la capetele căruia apare o diferență de potențial (tensiune) în timpul compresiei mecanice. Iar magnitudinea acestei diferențe potențiale depinde de gradul de compresie.

Silmerii de acest tip se disting prin lipsa cursei tijei (trebuie doar sa apasati senzorul), precizie extrema si o gama larga de masuratori. Piezoelementele sunt realizate ca instrumente sensibile pentru măsurarea exactă a forțelor mici și a dinamometrelor pentru măsurarea forțelor de tracțiune ale tractoarelor.