Как измерить динамометром вес груза
Как измерить динамометром вес груза
Существуют различные конструкции динамометров. Силу тяги тракторов, тягачей, буксиров и т. д. измеряют с помощью тяговых динамометров (рис. 35).
Рисунок 35, 36, 37, 38. Различные виды динамометров.
Действие пружинного динамометра основано на уравновешивании измеряемой силы силой упругости пружины.
Следовательно, растяжение пружины при этом будет соответствовать силе упругости, также равной 1 Н. Поэтому новое положение указателя отмечают на бумаге цифрой 1 (рис. 38,6).
Для того чтобы можно было измерять десятые доли ньютона, каждое из расстояний между отметками 0 и 1, 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4 делят на десять равных частей. Такое построение шкалы возможно благодаря закону Гука, из которого следует, что сила упругости пружины увеличивается во столько же раз, во сколько раз увеличивается ее удлинение.
Динамометр можно применять и для измерения веса тела.
Вес покоящегося, а также равномерно и прямолинейно движущегося (относительно Земли) тела равен действующей на него силе тяжести:
P = mg
Несмотря на совпадение формул, между силой тяжести и весом тела есть существенное различие. Сила тяжести приложена к телу, на которое действует Земля, а вес тела приложен к подвесу или опоре, на которую это тело давит. Если обе эти силы изобразить в виде стрелок, указывающих их направление (а направлены эти силы вертикально вниз), то это будет выглядеть так, как показано на рисунке 39.
Рисунок 39. Изображение силы тяжести и силы, приложенной к опоре (веса тела).
Виды динамометров
Из изученной темы на сегодняшнем уроке мы с вами узнали, что такое динамометр и что он применяются для измерения силы либо момента силы.
Такой прибор, как динамометр имеет упругий элемент, который состоит из силового звена и отсчетного устройства. Во время измерения измеряемое усиление в силовом звене динамометра влечет за собой деформацию, которая с помощью передачи либо же непосредственно несет информацию отсчетному устройству.
При помощи динамометра можно измерить различные усилия, начиная от долей ньютонов и до 1 Мн (100 тс).
А теперь давайте более подробно остановимся и узнаем, какие бывают виды динамометров и где они применяются.
По своему принципу действия динамометры делятся на:
• электронные;
• механические;
• гидравлические.
Механические динамометры в свою очередь бывают пружинные и рычажные.
Механический динамометр
Самым известным, простым и часто используемым является механический динамометр. Также мы с вами уже знаем, что такой динамометры делятся на пружинный и рычажный.
К пружинному динамометру относят такой прибор, в котором происходит воздействие силы на пружину. Пружина в этом случае имеет свойство растягиваться или сжиматься. Если быть более точным, то можно сказать, что в этом случае принцип работы можно определить с помощью закона Гука. Примером механического динамометра может служить известный каждому безмен.
В отличие от пружинного динамометра, рычажный имеет еще меньшую точность и сильно зависит от таких внешних условий, как температура.
Гидравлический динамометр
Но не во всех случаях удобно использовать механические динамометры. Вот, например, при взаимоотношении с жидкостями лучше будет использовать гидравлические динамометры, так как в этом случае причина кроется в возникновении давления, выталкивающего жидкость из сосуда, где фиксируется с помощью специального аппарата количество поступающей жидкости.
У гидравлического динамометра также имеются свои недостатки. Этот аппарат имеет довольно таки сложную конструкцию, обладает невысокой точностью и также подвергается внешним воздействиям окружающей среды.
Электрический динамометр
В отличие от механических динамометров, которые имеют довольно таки простую конструкцию, электрический динамометр появился не так давно и существует всего насколько десятилетий. Его основными элементами являются датчики, с помощью которых происходит анализ данных показаний деформации под действием силы с помощью преобразования данных в электрический сигнал, обработки сигнала и его записи в память прибора.
В наше время этот вид динамометра является самым популярным и часто употребляемым. Преимуществом этого прибора является его небольшой размер и небольшая зависимость от изменений внешних воздействий.
Но кроме уже перечисленных видов динамометров существуют и другие их классификации, которые применяются по назначению. К этим видам приборов можно отнести и такой важный прибор, как медицинский динамометр.
С помощью кистевого динамометра можно определить состояние человеческих мышц и узнать о физической форме человека. Такой аппарат просто необходим при реабилитации человека после травмы и чтобы, осуществлять контроль над восстановительными процессами.
И хотя различные динамометры имеют свои плюсы и минусы, но каждый из них находит свое применение. Ведь, если механический динамометр на производстве и не совсем удобен, то для использования в быту он незаменим, благодаря своей простоте и наглядности. Но, конечно же, самым употребляемым все же, остается электрический динамометр, хотя и имеет довольно таки сложную конструкцию.
Вопросы
1. Что такое динамометр?
2. На чем основано действие пружинного динамометра?
3. Что называют весом тела?
4. По какой формуле находится вес покоящегося тела?
5. Чем отличается вес тела от силы тяжести и массы тела?
Динамометр
Содержание
В данном уроке мы познакомимся с новым прибором, который называется динамометром. С его помощью можно измерить силу, действующую на тело.
Динамометр – это прибор для измерения силы.
Слово “динамометр” образовано от двух греческих слов: “динамис” – сила и “метрео” – измеряю.
Рассмотрим самый простой вид динамометра – пружинный. Это поможет нам разобраться с принципом действия прибора. Основной его частью является стальная пружина.
Не сложно догадаться, что если подвесить к пружине груз, то она растянется. Другими словами, наблюдатель видит, что на подвешенное тело действует сила, и может определить ее величину.
Пружинный динамометр
Простой пружинный динамометр можно изготовить самостоятельно (рисунок 1). Он состоит из нескольких частей:
Сначала закрепляем пружину на корпусе таким образом, чтобы ее нижний конец оставался свободным. Затем к нему прикрепляем указатель. Если разогнуть последний виток пружины, то его можно использовать в качестве указателя.
Шкалу можно изготовить из полоски обычной бумаги, нанеся на нее штрихи и числа. Поэтому приклеим бумагу на корпус и сделаем на ней первую отметку (рисунок 2, а). Это будет нулевая отметка, которая показывает, где заканчивается нерастянутая пружина.
Рисунок 2. Градуировка динамометра.
Если пружина прекратила растяжение и груз остановился, это означает, что сила тяжести, действующая на тело, и сила упругости пружины уравнялись. Новое положение указателя отметим на бумаге, поставив цифру 1 (рисунок 1, б).
Так мы уже получили начало шкалы и необходимо ее продолжить. И сделать это можно по-разному:
Теперь у нас есть шкала, которая позволяет измерять силу с точностью до целых. Но точность нашей шкалы можно улучшить до десятых, нанеся на нее дополнительные деления – 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и т. д.
Для этого разделим расстояние между отметками 0 и 1 на 10 одинаковых частей, поставив соответствующие штрихи. Аналогично поделим на части и другие отрезки ( между отметками 2 и 3, 3 и 4, и т. д.).
Принцип действия динамометра
Итак, мы видим, что для измерения силы, действующей на груз, необходимо уравнять ее с силой растяжения пружины динамометра. Указатель, закрепленный на пружине, покажет величину этой силы согласно шкале. Таким образом, можно сделать вывод, что:
Устройство динамометра основывается на сравнении измеряемой силы с силой упругости пружины.
Например, если подвесить груз какой-то массы, то мы будем сравнивать силу тяжести, действующую на этот груз, и величину силы упругости растянутой пружины.
Если мы возьмем крючок на конце пружины и потянем за него, то мы будем сравнивать силу, приложенную нами, с силой упругости пружины. Так, с помощью динамометра можно измерять различные силы.
Вспомним закон Гука – он гласит, что сила упругости тела при растяжении прямо пропорциональна изменению длины тела. Принцип работы динамометра подтверждает этот закон – пружина удлиняется во столько же раз, во сколько увеличивается сила ее упругости.
Виды динамометров
Можно выделить несколько видов динамометров на основе принципа их действия:
В основе работы механических динамометров лежит деформация. Принцип действия пружинного динамометра подробно описан выше. В рычажном динамометре под действием измеряемой силы происходит деформация рычага, которая и показывает величину силы.
Принцип действия таких динамометров основан на определении количества жидкости, вытесняемой из цилиндра под действием измеряемой силы.
У таких динамометров имеется датчик, который преобразует деформацию в электрический сигнал. Это вид динамометров стал широко применяться в последнее время.
Современные модели динамометров могу соединять и использовать в себе несколько принципов действия.
Применение динамометров
Динамометры имеют очень широкое применение. Например, в медицине используются специальные медицинские динамометры. Они предназначены для измерения силы различных мышечных групп человека.
Одним из таких приборов является ручной динамометр, который называется силомером (рисунок 3). С его помощью измеряется мускульная сила руки при сжатии кисти в кулак.
Рисунок 3. Силомер – электронный кистевой динамометр.
Для того чтобы измерить тяговые усилия локомотивов, тракторов, морских буксиров и другой техники, используют специальные тяговые динамометры (рисунок 4).
Рисунок 4. Применение тягового динамометра.
Такие динамометры способны измерять силы до нескольких десятков тысяч ньютонов. Современные модели имеют пульт дистанционного управления с дисплеем (рисунок 5).
Рисунок 5. Тяговый динамометр.
При монтаже проводов и кабелей используют динамометры для определения силы натяжения провода (рисунок 6). Существуют специальные монтажные таблицы с необходимыми значениями.
Рисунок 6. Динамометр для монтажных работ.
Динамометры используют не только в специальной технике, но и в обычных для нас местах: в метро, в автобусах и даже в лифте. Здесь эти приборы используют для измерения силы сжатия створок различных автоматических дверей.
Сила упругости. Динамометр. Вес тела
Урок 17. Физика 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Сила упругости. Динамометр. Вес тела»
Сила упругости. Закон Гука
«Без сомнения, всё наше
знание начинается с опыта»
В данной теме будет рассмотрен еще один вид силы – сила упругости.
Ранее говорилось о том, что сила, действующая на тело, является причиной изменения скорости этого тела. На любое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести. Остановимся на этом поподробнее. Например, если человек сидит на лавочке, то на него действует сила тяжести, хотя его скорость не изменяется. Таким образом, хотя на тело действует сила, но при этом, скорость этого тела не меняется (то есть, остаётся нулевой в данном случае). Как же это можно объяснить? Объяснение может быть только одно: на тело действует какая-то другая сила, которая уравновешивает силу тяжести. Эта сила называется силой упругости. Сила упругости – это сила, возникающая при деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, придать ему исходную форму. То есть, из-за силы тяжести, действующей на лавочку, возникает сила упругости, которая препятствует тому, чтобы лавочка прогибалась, и стремится вернуть лавочку в исходное положение. То же самое можно сказать и о книге, лежащей на столе. На неё действует сила тяжести со стороны Земли и сила упругости со стороны стола.
Проведем следующий опыт: подвесим тело на пружине. Чем больше пружина будет растягиваться, тем больше будет сила упругости. В какой-то момент, сила упругости станет равной силе тяжести, и тогда растяжение прекратится. Зависимость силы упругости от степени деформации тела была исследована Робертом Гуком.
Он установил, что изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости. В этом и заключается закон Гука.
где Dl – изменение длины тела;
Жесткость зависит от размеров и формы тела и, конечно, от вещества, из которого тело состоит. Жесткость тела определяется экспериментальным путем. Если выразить жесткость из формулы, описывающей закон Гука, то можно убедиться, что она равна отношению силы упругости к удлинению тела.
Поскольку в системе СИ сила измеряется в Н (ньютонах), а длина в м (метрах), следуя формуле, жесткость измеряется в ньютонах на метр.
Необходимо отметить, что существуют упругие и неупругие деформации. Под упругой деформацией подразумевается деформация, после которой тело восстанавливает исходную форму, как только перестают действовать силы, вызвавшие деформацию. Неупругая деформация – это деформация, после которой тело не восстанавливает форму, даже после окончания действия сил, вызвавших деформацию. Например, если растянуть пружину, а потом отпустить её, то пружина восстановит свою форму. Это будет называться упругой деформацией. А вот если расплющить монету ударом молотка, то монета не восстановит свою форму. Это пример неупругой деформации. Так вот, закон Гука применим только к упругим деформациям.
Действие сил упругости используется для создания такого прибора, как динамометр. Динамометр – это прибор для измерения силы.
У каждого динамометра есть крючок, на который укрепляется груз, а также пружина, степень деформации которой позволяет судить о приложенной силе. Также на динамометр нанесена шкала, чтобы можно было считывать его показания. Например, если подвесить грузик на пружину динамометра, то прибор покажет нам силу тяжести, действующую на этот грузик. Допустим по шкале прибора видно, что эта сила составляет 1 Н. Если подвесить еще один такой же грузик, то динамометр покажет силу, вдвое большую, то есть, 2 Н. Добавив еще один грузик, можно убедится, что сила уже равна 3 Н. Таким образом, сила упругости, возникающая при деформации пружины, уравновешивает суммарную силу тяжести грузиков. На динамометре есть и другая шкала – шкала, с помощью которой можно измерить удлинение пружины. Если повторить тот же опыт, то можно убедиться, что удлинение увеличивается пропорционально увеличению силы упругости. То есть, подтверждается закон Гука.
Таким образом, когда тело висит на каком-то подвесе, или стоит на опоре, на него действует сила тяжести, которая уравновешивается силой упругости. Сила, действующая на опору или подвес, вследствие притяжения тела к Земле, называется весом тела. Вес тела обозначается большой латинской буквой 
и является векторной величиной (как и любая другая сила). Вес направлен перпендикулярно опоре или вдоль подвеса. В том случае, если тело и опора находятся в состоянии покоя или движутся равномерно и прямолинейно, вес тела равен силе тяжести. В чем же тогда разница между весом тела и силой тяжести? Разница довольно существенная: сила тяжести действует на тело (то есть, сила тяжести приложена к телу). Вес – это сила, с которой тело действует на опору (то есть, вес приложен к опоре). Сила тяжести – это сила, возникающая в результате взаимодействия тела с Землёй. Вес – это сила, возникающая в результате взаимодействия тела с опорой или подвесом.
Рассмотрим пример: тело находится в свободном падении. Почему оно падает? Потому что на него действует сила тяжести. Но вес тела в этот момент равен нулю, потому что тело не действует, ни на опору, ни на подвес.
Необходимо обратить внимание на распространенную ошибку: часто люди спрашивают «сколько ты весишь?» и получают ответ, например, 50 кг. В килограммах измеряется масса, и именно о ней следует спрашивать. А вес – это сила, и она измеряется в ньютонах. Опять же, при падении тела, его вес равен нулю. Но вот масса тела не зависит от того, падает тело или покоится.
Задача 1. Ученик прицепил динамометр к пружине. Когда он растянул пружину на 10 см, он посмотрел на динамометр. Оказалось, что для такого растяжения потребовалось приложить силу, равную 4 Н. Найдите жесткость данной пружины.
Задача 2. Шнур длиной 2 м имеет жесткость, 120 Н/м. Какую силу нужно приложить к шнуру, чтобы его длина составила 205 см?
Задача 3. На опоре стоит куб, сторона которого равна 15 см. На подвесе висит шар, сделанный из того же материала, что и куб. Найдите объём этого шара, если его вес вдвое больше, чем вес куба.
– Сила упругости – это сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение.
– Деформации бывают упругими и неупругими.
– Упругая деформация – это деформация, после которой тело восстанавливает исходную форму, как только перестают действовать силы, вызвавшие деформацию.
– Неупругая деформация – это деформация, после которой тело не восстанавливает форму, даже после окончания действия сил, вызвавших деформацию.
– Закон Гука (для упругих деформаций)
– Коэффициентом пропорциональности в этом законе является такая величина, как жёсткость тела. Эта величина определяется экспериментально.
– Вес – это сила, действующая на опору или подвес вследствие действия на тело силы тяжести. Вес направлен перпендикулярно опоре или вдоль подвеса. В случае если и тело, и опора (или подвес) покоятся или двигаются равномерно и прямолинейно, вес тела равен силе тяжести.
Экспериментальное задание по физике
Экспериментальное задание по физике.
Тема: Проведение исследования зависимости трения от различных факторов (характера поверхности)
Оборудование : динамометр, деревянная поверхность, зеркало, кусочек пенопласта, набор грузов по 100 гр. Деревянный брусок с тремя отверстиями.
1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.
2. Измерьте вес бруска при помощи динамометра. Результат измерения веса запишите в таблицу.
3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.
4. Результат измерения запишите в таблицу.
5. Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае силу трения. Данные занесите в таблицу.
6. Вычислите коэффициент трения скольжения
7. Определите инструментальную погрешность коэффициента трения.
Так как сила реакции опоры, это масса умножить на ускорение свободного падения, то формула коэффициента получается:
Цена деления шкалы динамометра, ц. д = 0,1 Н.
1. Определили вес бруска и груза с помощью динамометра, записали в таблицу.
2. . Двигая брусок равномерно по деревянной линейке, определили силу тяги, которая равна силе трения. Записали ее значение в таблицу.
Динамометр: как и что измеряет? 105 фото оптимальных приборов. Виды, типы и характеристики, настройка и применение
Этот прибор представляет собой устройство, которое позволяет измерять и получать показатели момента действующей силы. В основе его находится специальная пружина, с помощью которой будет измеряться различный вес путем сжатия или растягивания.
Весы это первый прибор, который использовался для измерения нашей массы. Он измеряется в килограммах. Бывают случаи когда нужно получить результат после взвешивания в ньютонах, поэтому нужно воспользоваться динамометром. Выделяют некоторые типы этого прибора.
Содержание
Виды динамометров
К ним относят следующие:
В механическом динамометре выделяют два вида, которыми пользуются клиенты. К ним относят: рычажный и пружинный динамометр. В каждом из них есть специальные особенности.
Вот, например именно в рычажном динамометре силы деформируют рычаг, после чего величина регистрируется, а у пружинного сила или момент её передаётся пружине. После чего сила сжимается или растягивается.
Гидравлический динамометр основан на вымещении силы жидкости из цилиндра. Если нужно чтоб жидкость поступала по трубке обязательно должно быть давление, после чего будет регистрироваться.
Как выбрать динамометр
Этот товар пользуется большим спросом, поэтому каждый должен знать, на что нужно обращать внимание при выборе этого оборудования. Очень важно чтобы покупатель знал, для каких целей нужен ему динамометр.
В каждом из них есть определенные функции, возможно, которыми Вы не будите пользоваться в дальнейшем, а цена будет выше, чем у других моделей.
Поэтому очень важно заранее продумать этот нюанс, чтобы не переплачивать.
Если Вы часто, куда-то уезжаете, то отличным вариантом будет приобрести электронный динамометр. Эта модель очень удобна, так как работает от батареек. Ещё одним плюсом этой модели будет самостоятельное отключение, если не планируете им пользоваться в данный момент.
Из чего состоит динамометр
Этот прибор состоит из упругого элемента и отсчетного устройства.
Самым обычный динамометр выглядит следующим образом:
Так же хотим рассказать, как им нужно пользоваться. Для этого пользуются нужным грузом. Он подвешивается на крючок динамометра, после чего сможете узнать весь, который будет указан по шкале.
Динамометр для спортсменов
Не многие знают, для чего нужен это товар. Поэтому хотим подробнее об этом рассказать в этом материале. Этим прибором могут пользоваться люди, которые постоянно занимаются спортом.
Каждый спортсмен желает знать свою мышечную силу, в этом ему сможет помочь динамометр. Единица измерения этого товара будет в ньютонах.
Когда вы становитесь на весы, то они показывают ваш вес, ну а если вы решили воспользоваться динамометром, то он покажет мышечную силу.
Отличия станового от кистевого динамометра
Каждый спортсмен должен знать отличительные черты кистевого динамометра от станового. Самое главное отличие заключается в его целевом использовании. Давайте далее подробнее разберемся об этом.
Изначально поговорим о становом динамометре. Этот материал представляет собой напольное оборудование, расположенное на опорной лапе размер которого будет составлять 300 на 200 мм.
Процедуру нужно выполнять сначала на правой руке, а затем на левой. Это нужно соблюдать согласно инструкции тестирования иначе получиться не верный результат.
Какую измеряют силу динамометром
С помощью этого прибора можно измерять различные силы. К основным из них можно отнести следующие:
Это самые востребованные варианты, которыми пользуются клиенты.
Выделяют разновидности динамометров такие как:
Каждый из них имеет свои специальные особенности в использовании. Давайте поговорим об этом подробнее.
Ручной динамометр, некоторые его знают, как силометр используется для измерения мускульной силы руки. Этот прибор нужно положить в ладонь и сжать кисть в кулак.
Медицинским прибором пользуются для измерения силы мышечных групп.
Электронную разновидность динамометра можно применять путем растяжения и сжатия. Он состоит из тензометрического датчика, который соединяется кабелем со специальным пультом. Этот датчик будет меняться за счёт различных нагрузок.
Тяговый динамометр больше всего используют для измерения больших грузов: тракторов, морских буксиров, локомотивов, а также других разновидностей с большим весом. Именно этой моделью можно измерять силы до нескольких десятков тысяч ньютонов.