Глава 2. Взаимодействие тел§ 30. Динамометр
На практике часто приходится измерять силу, с которой одно тело действует на другое. Для измерения силы используется прибор, который называется динамометр (от греч. динамис — сила, метрео — измеряю).
Динамометры бывают различного устройства. Основная их часть — стальная пружина, которой придают разную форму в зависимости от назначения прибора. Устройство простейшего динамометра основывается на сравнении любой силы с силой упругости пружины.
Динамометр
Простейший динамометр можно изготовить из пружины с крючком, укреплённой на дощечке (рис. 72, а). К нижнему концу пружины прикрепляют указатель, а на доску наклеивают полоску белой бумаги.
Отметим на бумаге чёрточкой положение указателя при нерастянутой пружине. Эта отметка будет нулевой отметкой (см. рис. 72, а).
Рис. 72. Градуировка динамометра
Затем к крючку будем подвешивать груз массой 1/9,8 кг, т. е. 102 г. На этот груз будет действовать сила тяжести, равная 1Н. Под действием этой силы (1Н) пружина растянется, указатель опустится вниз. Его новое положение отмечаем на бумаге и ставим цифру 1 (рис. 72, б). После чего подвешиваем груз массой 204 г и ставим цифру 2. Это означает, что в таком положении сила упругости пружины равна 2 Н. Подвесив груз массой 306 г, наносим метку 3 и т. д.
Для того чтобы измерить десятые доли ньютона, нужно нанести деления — 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и т. д. Для этого расстояния между отметками 0 и 1; 1 и 2; 2 и 3; 3 и 4 и далее делят на десять равных частей. Так можно сделать потому, что удлинение пружины увеличивается во столько раз, во сколько увеличивается сила упругости пружины F ynp. Это следует из закона Гука: F ynp = k, т. е. сила упругости тела при растяжении прямо пропорциональна изменению длины тела.
Проградуированная пружина и будет простейшим динамометром.
С помощью динамометра измеряют не только силу тяжести, но и другие силы (сила упругости, сила трения и т. д.). Например, для измерения силы различных мышечных групп человека используют медицинские динамометры. Для измерения мускульной силы руки при сжатии кисти в кулак применяют ручной динамометр — силомер (рис. 73).
Рис. 73. Ручной динамометр
Применяют также ртутные, гидравлические, электрические и другие динамометры.
В последнее время широко применяются электрические динамометры. Они состоят из датчика, который преобразует деформацию в электрический сигнал.
Для измерения больших сил, таких, например, как тяговые усилия тракторов, тягачей, локомотивов, морских и речных буксиров, используют специальные тяговые динамометры (рис. 74). Ими можно измерить силы до нескольких десятков тысяч ньютонов.
Рис. 74. Тяговый динамометр
Вопросы:
1. Как называют прибор для измерения силы?
2. Как изготовить простейший динамометр?
3. Как нанести на шкалу динамометра деления, соответствующие 0,1 Н?
4. Какие типы динамометров вам известны?
Упражнения:
Упражнение № 11
1. Определите цену деления каждого прибора и силу тяжести, действующую на каждый груз (рис. 75).
Рис. 75
2. Чему равен вес каждого груза (см. рис. 75)? Укажите точку его приложения?
3. По рисунку 76 определите, с какой силой растягивается каждая пружина под действием подвешенного к ней груза (масса одного груза 102 г).
Рис. 76
Предыдущая страницаСледующая страница
