Динамометр

З курсу фізики в 7 класі відомо, що для вимірювання фізичних величин існує низка спеціальних приладів — починаючи від найпростішої вимірювальної лінійки до складних пристроїв у ядерній фізиці. Оскільки механіка — це наука про сили, найважливішим вимірювальним приладом є динамометр, що вимірює силу. Принцип дії динамометра пов'язаний з його пристроєм: наявністю пружного елемента та вимірювальної системи.

Сила та її вимір

Сила у механіці — це міра взаємодії тіл. Сила виражає ступінь механічної дії одного тіла на інше і саме сила є причиною змін руху (прискорення) тіл. Поза дією будь-яке тіло або перебуває у спокої, або рухається прямолінійно і поступово.

Як і більшість фізичних характеристик, сили мають величину, що дозволяє їх порівнювати між собою. І оскільки дія сили виражається у повідомленні тілу прискорення, то одиниця виміру сили базується на цій властивості.

Одиницею вимірювання сили в СІ прийнято таку силу, яка повідомляє масі 1 кілограм прискорення 1 метр за секунду за секунду. Ця одиниця називається "ньютон".

Динамометр

Прилад, призначений вимірювання сили, називається динамометр.

Однак вимірювати силу, виходячи з прискорення, яке ця сила надає тіло відомої маси, незручно в практичному плані. Вимірювана сила має діяти якесь тіло всередині приладу, повідомляючи йому прискорення, — конструкція виходить складної.

Більш серйозна проблема полягає в тому, що вимірювальний прилад повинен вносити мінімальні спотворення в вимірювану систему, а якщо направити силу, що вимірюється, на створення прискорення, то робота сили буде переключена на цей процес, що істотно вплине на вимірювану механічну систему, в яку ця робота вже не надійде.

Тому для виміру сили необхідно використовувати інше фізичне явище – порівняння із силою пружності. Такий підхід значно спрощує вимір.

По-перше, сила пружності може легко «передана» іншому предмету, що дозволяє «вбудовувати» динамометр в механічну систему. При цьому сила, що вимірюється, буде додаватися до динамометра, а через його пружний елемент — передаватися далі в механічній системі. Спотворення виходять мінімальні, вся робота сили залишається в системі.

По-друге, сила пружності більшості пружних речовин лінійна досить широкому діапазоні. Отже, шкала вимірювання динамометра виходить лінійною, що спрощує використання приладу.

Таким чином, динамометр повинен складатися з пружного елемента та індикаторної системи, що дозволяє бачити ступінь вигину. У найпростішому випадку пружним елементом є звичайна пружина, а індикаторною системою – звичайна лінійка. У складніших пристроях пружним елементом можуть бути ресори, гідравлічні та газонаповнені ємності, спеціальні тензодатчики. Індикаторна система може перетворювати вигин у рух стрілки, поворот барабана з цифрами або цифрове подання на алфавітно-цифровому дисплеї.

Мал. 2. Влаштування динамометра.

У побуті часто використовуються пружинні ваги. Насправді, такі ваги є динамометром.Хоча їх шкала розмічена в одиницях маси, насправді вони вимірюють силу тяжіння, що діє на тіло, що зважується, оцінюючи вигин пружини. Оскільки сила тяжіння прямо пропорційна масі, шкала терезів виходить лінійною. Уважно розглянувши пружинні ваги, можна зрозуміти, що вони від динамометра тільки шкалою.

Що ми дізналися?

Динамометр – прилад для вимірювання сили. Динамометр складається з пружного елемента та вимірювальної системи. У найпростішому випадку пружний елемент це пружина, а вимірювальна система це лінійка. При вимірі сили пружний елемент вигинається, вигин вимірюється за шкалою, проградуйованою в одиницях сили – у ньютонах.

Динамометр (від др.-грец. δύναμις – "сила" і μέτρεω – "вимірюю") – прилад для вимірювання сили або моменту сили, складається з силової ланки (пружного елемента) та відлікового пристрою. У силовій ланці вимірюване зусилля викликає деформацію, яка безпосередньо або через передачу повідомляється відлікового пристрою. Існуючими динамометрами можна вимірювати зусилля від часток ньютонів (н, часток кгс) до 20 Мн (2000 тс). За принципом дії розрізняють механічні динамометри (пружинні або важільні), гідравлічні та електронні. Іноді в одному динамометрі використовують два принципи.

Історія створення приладу

Першими приладами для вимірювання сили стали ваги, перше зображення яких було надруковано у 1726 році. Близько 1830 Сальтер запропонував більш зручний пристрій: для вимірювання сили в ньому використовувалася пружина, яка розтягувалася вантажем. Ще раніше Реньє винайшов динамометр з циферблатом, в якому використовувалася кільцеподібно замкнута пружина.Пізнішими винаходами є натиск Проні та динамометри Томсона, Геффнер-Альтенека, Броуна та Межі [1] .

Принцип дії

Існує кілька типів динамометрів: механічні динамометри (важільні та пружинні), а також гідравлічні та електричні.

Механічний динамометр

Існує два види механічних динамометрів: пружинний та важільний. У пружинному динамометрі сила або момент сили передається пружині, яка в залежності від напрямку сили стискається або розтягується. Розмір пружної деформації пружини пропорційна силі впливу і реєструється. У важільному динамометрі дія сили деформує важіль, величина деформації якого реєструється.

Гідравлічний динамометр

Дія гідравлічного динамометра заснована на виміщенні вимірюваною силою рідини з циліндра. Під тиском рідина надходить трубкою до записуючого апарату і реєструється.

Електричний динамометр

Електричний динамометр складається з датчика, який перетворює деформацію від впливу сили в електричний сигнал та додаткового датчика, який підсилює та записує електричний сигнал першого датчика. Для перетворення сили чи моменту сили в деформацію використовуються індуктивні, п'єзоелектричні, тензорезисторні та вібраційно-частотні датчики опору. Під дією сили датчик деформується і струми моста опору змінюються. Сила електричного сигналу прямо пропорційна деформації елемента й у результаті силі впливу. Другий датчик посилює сигнал та записує його для подальшої обробки.

Приклади повсякденного використання

У повсякденному житті прилад використовується для вимірювання сили стиснення стулок систем, що автоматично закриваються, таких як двері автобусів, трамваїв, вагонів поїздів, метро, ​​а також двері пасажирських і вантажних ліфтів, гаражні ворота, автомобільні вікна, люки, що зсуваються на даху і так далі. Оскільки всі ці системи можуть у разі неправильного юстування стати причиною травм, розроблено та впроваджено технічні норми, що визначають граничні значення сил стиснення в системах, що закриваються. Дані норми [2] є обов'язковими у всіх країнах Європейського союзу, а також використовуються в США, Японії, Китаї, Саудівській Аравії, Австралії та інших країнах світу.

Див. також

Примітки

Посилання

Динамометр – це пристрій, який використовується для вимірювання сили. Цей простий, але необхідний прилад дозволяє визначити, наскільки сильно діє сила, та виразити її у числовому значенні. Динамометр складається з пружинного механізму, що дозволяє вимірювати силу з точністю та надійністю.

Принцип дії динамометра ґрунтується на законі Гука. Відповідно до цього закону, величина механічної сили, що діє на предмет, прямо пропорційна його деформації. Інакше кажучи, що більше деформація пружини всередині динамометра, то більше вписувалося сила, що діє нього.

Фізична величина, що вимірює динамометр, називається силою. Сила є одним із основних фізичних величин і вимірюється в ньютонах (Н). Один ньютон дорівнює силі, яка потрібна для надання прискорення одному кілограму маси на один метр на секунду в квадраті.

У 7 класі учні дізнаються багато нового про основні фізичні величини та принципи їх виміру. Один із таких приладів – динамометр. Учні практично зможуть виміряти силу з допомогою динамометра і оцінити її величину. Знання основних фізичних величин та принципів їх виміру допоможе учням краще зрозуміти світ фізики та його закони.

Динамометр – шкала виміру, принцип дії приладу та фізична величина

Динамометр – це прилад, який використовується для вимірювання сили, що діє на нього. Він складається із пружини, закріпленої на одному кінці та натягнутої до іншого. Коли динамометр діє сила, пружина розтягується чи стискається, а шкала на приладі показує величину цієї сили.

Принцип дії динамометра ґрунтується на законі Гука, який стверджує, що сила, що викликає пружну деформацію тіла, пропорційна величині цієї деформації. Тому, вимірюючи величину деформації пружини динамометрі, можна визначити прикладену щодо нього силу.

Фізична величина, що вимірюється за допомогою динамометра, — це сила. Сила вимірюється в ньютонах (Н) і є векторною величиною, тобто має напрямок та величину. Наприклад, за допомогою динамометра можна виміряти силу, яку необхідно докласти, щоб підняти важкий предмет або натягнути резинку.

Використання динамометра дозволяє проводити різні випробування та експерименти, пов'язані з вимірюванням сили. Він широко застосовується у фізичних та механічних лабораторіях, а також у повсякденному житті для вимірювання сили натягу чи стиснення.

Що таке динамометр?

Динамометр – це вимірювальний прилад, призначений для виміру сили, що діє на нього.За допомогою динамометра можна виміряти силу, з якою тіло тисне на поверхню, або, навпаки, силу, яку потрібно докласти, щоб підняти або перемістити тіло.

Принцип дії динамометра заснований на законі Гука, що свідчить, що деформація пружного тіла пропорційна силі, що діє на нього. В основі динамометра зазвичай лежить пружина або гумова стрічка, яка має властивість подовжуватись або стискатися під дією сили. Коли на динамометр діє сила, пружина або гумова стрічка затягуються або розтягуються, і зміну довжини можна виміряти за допомогою шкали на динамометрі.

Динамометри використовуються широко у різних галузях, включаючи фізичні та хімічні експерименти, інженерну справу, медицину та спорт. З їх допомогою можна виміряти силу стиснення, натягу або тяги, а також визначити масу предметів або виміряти зусилля, які докладаються при виконанні фізичних вправ.

Динамометр – прилад для вимірювання фізичної сили

Динамометр це прилад, який використовується для вимірювання фізичної сили. Він складається із пружини, до якої прикріплений певний предмет. Коли до предмета прикладена сила, пружина розтягується або стискається, і ця зміна може бути виміряна за допомогою шкали на приладі. Таким чином, динамометр дозволяє визначити силу, з якою діє предмет на пружину чи навпаки.

Для використання динамометра потрібно прикласти його до предмета чи поверхні, де буде діяти сила. Потім потрібно тягнути чи штовхати предмет так, щоб пружина розтягнулася чи стиснулася. Шкала на динамометрі покаже значення сили, з якою діє предмет.

Динамометри можуть бути різних типів.Деякі динамометри мають фіксовані шкали, які дають змогу виміряти силу з точністю до певного значення.

Динамометри широко застосовуються в багатьох областях, де потрібно виміряти фізичну силу. Вони використовуються у фізичному експерименті, в інженерних розрахунках, у спорті і т.д. проблем.

Принцип дії динамометра

Динамометр — це прилад, який використовується для вимірювання сили, або механічної напруги, прикладеної до нього.

Динамометр складається з пружини та шкали, яка вказує на силу, що додається до приладу. Коли сила діє на пружину динамометра, вона починає її розтягувати або стискати в залежності від напрямку сили.

Принцип дії динамометра полягає в тому, що сила, що діє на пружину, спричиняє зміну її довжини.

Коли ми прикладаємо силу до динамометра, пружина розтягується або стискається, і шкала показує величину цієї сили в певних одиницях вимірювання, таких як ньютони або фунти.

Вивчення принципу дії динамометра допомагає нам зрозуміти, як відбувається вимірювання сили та як фізична величина може бути представлена ​​та інтерпретована за допомогою цього приладу.

Як вимірюється сила за допомогою динамометра?

Динамометр – це спеціальний прилад, який дозволяє вимірювати силу, що діє на нього. Він ґрунтується на законі Гука, який стверджує, що деформація пружного тіла прямо пропорційна силі, що діє на нього.

Зовні динамометр є пружиною або гумкою, яка може розтягуватися або стискатися. На одному кінці динамометра встановлений гачок або затискач, щоб можна було закріпити предмет, що вимірювається. На іншому кінці є шкала з поділками, де відображається чисельне значення сили.

Для того, щоб виміряти силу за допомогою динамометра, необхідно закріпити предмет, на який діє сила, на гачок або затискач. У цьому динамометр почне деформуватися – пружина чи гумка розтягнеться чи стиснеться, залежно від цього, яка сила діє предмет.

При деформації динамометра стрілка на шкалі вказуватиме на чисельне значення сили, яку можна визначити в грамах, кілограмах або ньютонах. Чим більша сила, тим більшою буде деформація динамометра і тим більше значення буде показано на шкалі.

Таким чином, динамометр дозволяє виміряти силу, що діє на нього з високою точністю. Він широко застосовується у фізиці, техніці, медицині та інших галузях, де потрібен вимір сили.

Пристрій та шкала вимірювань

Динамометр це простий прилад, який використовується для вимірювання сили. Він складається з металевої пружини або гумової стрічки, що закріплена між двома гаками або петлями.

Коли на динамометрі діє сила, пружина чи стрічка розтягуються. Сила, що викликає розтяг, пропорційна зміні довжини пружини або стрічки. Це дозволяє виміряти величину прикладеної сили.

Основною шкалою динамометра є шкала Ньютона, названа на честь відомого фізика Ісака Ньютона. Шкала Ньютона дозволяє вимірювати чинність у ньютонах, що позначаються символом «Н».

Динамометри зазвичай мають поділки на шкалі, які дозволяють визначити прикладену силу за її довжиною розтягування пружини чи стрічки. Чим більша сила, тим більше розтягується пружина або стрічка, і далі переміщується покажчик на шкалі.

Використовуючи динамометр, ви можете виміряти силу, яку потрібно застосувати, щоб підняти предмети або тягнути предмети. Це дозволяє визначити вагу предметів чи силу, з якою вони притягуються до землі.

Таблиця показує, як змінюється розтяг пружини або стрічки зі збільшенням сили. Чим більша сила, тим більше розтягується пружина чи стрічка.

Тепер, знаючи, як влаштований динамометр та як використовувати його шкалу, ви можете легко виміряти силу за допомогою цього простого, але корисного приладу.

Як правильно використовувати динамометр

Динамометр це прилад, який використовується для вимірювання сили. Правильне використання динамометра є важливим для отримання точних результатів.

Ось кілька кроків, як правильно використовувати динамометр:

Дотримуючись цих простих кроків, ви зможете правильно використовувати динамометр і отримати точні результати вимірювання сили. Пам'ятайте, що акуратність і уважність є важливими при роботі з приладами вимірювання.

Що таке фізична величина?

Фізична величина – це характеристика фізичного об'єкта або процесу, яка може бути виміряна та виражена числом та одиницею виміру. Фізичні величини описують різні аспекти навколишнього світу, такі як час, маса, температура, довжина, швидкість і т.д.

Вони відіграють важливу роль у науці, техніці та повсякденному житті. Без виміру фізичних величин було б складно отримати уявлення про світ та проводити наукові дослідження.Вимірювання фізичних величин проводиться за допомогою спеціальних приладів, наприклад динамометра – шкали вимірювання сили.

Фізичні величини можуть бути величинами скалярними та векторними. Скалярні величини мають лише чисельне значення та одиницю виміру, наприклад, маса або температура. Векторні величини, крім чисельного значення та одиниці виміру, мають ще й напрямок, наприклад, швидкість або сила.

Для зручності та стандартизації вимірювань були розроблені системи одиниць. У Міжнародній системі одиниць (СІ) основними одиницями виміру є, наприклад, метр (м) для довжини, кілограм (кг) для маси та секунда (с) для часу.

Таким чином, фізичні величини відіграють важливу роль у нашому житті, дозволяючи нам вимірювати та описувати навколишній світ, проводити наукові дослідження та розробляти нові технології.

Визначення та класифікація фізичних величин

Фізична величина – це властивість об'єкта чи процесу, що можна виміряти з допомогою певних приладів чи коштів.

Фізичні величини можна класифікувати за різними ознаками:

1. За природою вимірюваних величин:

– Фізичні величини можуть бути базовими (фундаментальними), які можуть бути виражені через інші величини і є основою для подальших вимірів. Приклади базових величин: Довжина, маса, час, електричний струм.

– Фізичні величини можуть бути похідними, які є комбінацією базових величин за допомогою математичних операцій або формул. Приклади похідних величин: площу, обсяг, швидкість, сила.

2. За характером величини:

– Фізичні величини можуть бути скалярними, які описуються лише числовим значенням та одиницею виміру.Приклади скалярних величин маса, температура, сила тяжіння.

– Фізичні величини можуть бути векторними, які описуються числовим значенням, одиницею виміру та напрямком. Приклади векторних величин: швидкість, прискорення, сила, момент сили.

3. По змінності величин:

– Фізичні величини можуть бути постійнимиїх значення не змінюються протягом часу або простору. Приклади постійних величин: маса електрона, швидкість світла у вакуумі.

– Фізичні величини можуть бути змінними, їх значення змінюються. Приклади змінних величин: тиск, температура, швидкість тіла.

4. За шкалою значень:

– Фізичні величини можуть бути абсолютними, Що мають фіксовану нульову точку. Приклади абсолютних величин: абсолютна температура, абсолютний тиск.

– Фізичні величини можуть бути відносними, які мають нульову точку, вибрану умовно або щодо іншого об'єкта чи процесу. Приклади відносних величин: відносна вологість, відносний тиск.

Визначення та класифікація фізичних величин дозволяють систематизувати знання у фізиці та спростити вимірювання та розрахунки.

Питання-відповідь:

Що таке динамометр?

Динамометр – це прилад, який використовується для вимірювання сили натягу чи стиснення. Він є пружиною, яка розтягується або стискається під впливом зовнішньої сили.

Як працює динамометр?

Динамометр працює на основі пружинного принципу. Коли на пристрій діє зовнішня сила, пружина всередині динамометра розтягується або стискається. Зміна довжини пружини призводить до зміни показань шкали приладу, які відповідають силі, що додається до динамометра.

Як вимірюється сила за допомогою динамометра?

Сила вимірюється за допомогою динамометра шляхом застосування її до точки прикріплення пружини і потім читання показань на шкалі приладу. Чим більша сила, тим більше пружина розтягується або стискається і тим більше показання на шкалі.

Яка фізична величина вимірюється динамометром?

Динамометр вимірює фізичну величину сили. Ми можемо вимірювати силу натягу або стиснення за допомогою динамометра, залежно від того, як прикладена зовнішня сила до приладу.

Як використовувати динамометр для виміру сили?

Для вимірювання сили за допомогою динамометра необхідно додати зовнішню силу до точки прикріплення пружини приладу. Потім слід брати до уваги показання на шкалі динамометра, щоб визначити величину сили, що діє на прилад.

Фізика Висновок для оптичної сили лінзи, що розсіює і збирає, заснований на формулі тонкої лінзи

Фізика Основні принципи спеціальної теорії відносності Ейнштейна в стислому викладі для учнів 11 класу