Dynamometr vyrábíme vlastními rukama

Hmotnost se měří hmotnost, vzdálenost - tlak v potrubí - .. tlakoměrem, atd. A v případě, že přístroj vynalezl měřením síly? Takový nástroj je samozřejmě k dispozici. Říká se dynamometru. Mimochodem, doma, mimochodem, je snadné vytvořit jednoduché, ale poměrně funkční zařízení pro měření síly, vlastní exkluzivní dynamometr.

Hmotnost, výkon, hmotnost

V rozhovorech často mícháme takové pojmy jako hmotnost a hmotnost. Jaký je rozdíl mezi nimi? Malý příklad. Máme gymnastickou hmotnost 32 kg. Tak to, jak se naše měřítka domácnosti ukáže, stojí za to, že na ně položí železný výrobek. Pohybujeme se mentálně na povrch měsíce. Náznaky závaží, které budeme brát s nimi se změní a bude pouze 5 kg 120 g, ale na největší planety naší soustavy, Jupiter, s největší gravitace, váha zobrazí všechny 84,5 kg. Změnila se hmotnost váhy? Ne, to není.

Jak to může být? Vložíme váhu do otevřeného prostoru, kde váhy s nulovou gravitací ukazují nulu. Hmota je pryč? Abychom se ujistili, že tomu tak není, stojí za to urychlit náš gymnastický shell na slušnou rychlost a poslat ho k tomuto nebo onému cíli. Je-li stejný experiment opakován na Měsíci, Země, Jupiter, za předpokladu, že rychlost v okamžiku srážky s překážkou bude stejné, bude stejné a destrukce.

Hmotnost závaží ve všech příkladech zůstává 32 kg. A co se mění? Síla, se kterou váha tlačí na plošinu váhy. A abychom ji změřili, tato síla, nazvaná "váha", není správná v kilogramech, ale v newtonech.

Síla jednoho newtonu se rovná hmotnosti 102 gramů na povrchu planety Země.

Takže, když jsme provedli dynamometr s vlastními rukama, budeme schopni měřit takové důležité fyzické množství jako sílu.

Obecný princip dynamometrů

Zemská gravitace se zřídka používá k měření síly. To je nejen nepohodlné (cargo nebo protizávaží může pracovat pouze ve svislém směru), ale ne tak docela. Faktem je, že naše Země není dost míč. Je to elipsoid, mírně zploštělý z pólu. Proto je vzdálenost na rovníku do středu planety víc než na severním pólu, navíc na rovníku na jakémkoli tělo odstředivou silou, mírně snížit svou váhu, takže je zaručeno, že zhubnout (i když jen mírně, pouze o 0,5%), stačí jít od pole k rovníku.

Proto, pro měření síly, nejčastěji používané nástroje na elastické prvky. A někdy je nutno měřit prostě obrovský, například, tah motoru vesmírné rakety nosiče. Dá se jen představit, jaký by měl být dynamometr.

S vlastními rukama to nebude pravděpodobné. Ale princip práce pro všechny "silomery" je stejný: síla deformuje pružný prvek, zařízení zaznamenává velikost této deformace.

Standardní dynamometr

V laboratorních pracích školní fyziky se pro měření síly použilo jednoduché jarní zařízení. Zvažte, jak udělat dynamometr se svými vlastními rukama horší než školní.

Základem, na kterém je celé zařízení sestaveno, je pravidelná dřevěná prkna nebo polykarbonátová páska, plastová, cínová, existuje mnoho možností. Na desce je pružina, jejíž jeden konec je pevně uchycený, druhý je spojen s tělem, kterým se přenáší síla. Obvykle se jedná o ocelový hák. Stupeň napětí pružiny je úměrný aplikované síle. Množství deformace se odráží na stupnici, která se používá v newtonu. Tak funguje dynamometr. S rukama doma není nutné vyndat z pružiny, jakýkoliv pružný materiál, například pružný pás, bude perfektně fungovat.

Kalibrace

Aby mohl silomer pracovat, musí být kalibrován. K tomu můžete použít gravitaci. Je známo, že úsilí jednoho newtonu odpovídá hmotnosti 102 gramů. Dynamometr je poháněn ze samého pohonu v následujícím pořadí:

• dynamometr je umístěn svisle;
• Zatímco pružina není nabitá, pozice ukazatele odpovídá značce 0;
• dynamometr je zatížen hmotností 102 gramů, získává se značka 1 newtonu;
• hmotnost zátěže 204 gramů dává pozici značky v 2 newtonech a tak dále.

Jak je vidět, nastavení dynamometru vlastním rukama je snadné.

Různé konstrukce "domovních" dynamometrů

Je nutné určit zatížení, které se má měřit. A je lepší vypočítat výpočet před provedením dynamometru. S vlastními rukama můžete udělat výkonné zařízení i malé, ale citlivější. Mnoho návrhových možností.

Například je snadné vytvořit dynamometr s vlastními rukama z gumy. Od klasické "školy" se neliší. Jediný rozdíl spočívá v tom, že namísto pružiny je používán přístupnější gumový pás, například ze zadní rybářské tyče nebo modelu letounu.

Trochu fantazie a injekční stříkačka pro jedno použití se přemění na zařízení pro měření síly. Zařízení je znázorněno na obrázku, pouze z důvodů by se měla zaměřit, protože je píst, který musí brousit obvodové (nebo řezat ostrým nožem), tak, že se pohybuje v těle injekční stříkačky bez námahy.

Pokud si přejete, můžete si z vlastního ruce vyrobit dynamometr z pera, běžného kuličkového pera s pružinou.

Táhlo musí být vyčištěno z inkoustu, špička psací koule musí být přitlačena a uvnitř musí být vložena obvyklá kancelářská spona.

Dynamometr na piezoelektrických prvcích

Továrně vyráběné dynamometry byly nedávno nejčastěji vyráběny za použití piezoelektrických prvků. Piezoelektrický prvek je krystal, na jehož konci se během mechanického stlačení objevuje potenciální rozdíl (napětí). A velikost tohoto potenciálního rozdílu závisí na stupni komprese.

Silnice tohoto typu se vyznačují nedostatkem zdvihu tyče (stačí stisknout snímač), extrémní přesnost a velký rozsah měření. Piezoelements jsou vyrobeny jako citlivé přístroje pro přesné měření malých sil a dynamometry pro měření trakčních sil traktorů.