Каждый из нас знаком с таким замечательным прибором, как динамометр. В том или ином виде мы постоянно сталкиваемся с разными его «ипостасями». Весы-безмен, кухонные весы с чашкой, даже манометр и барометр для определения давления. Давайте посмотрим, что измеряют динамометром и как работает это распространенное и всем знакомое устройство.
Основной принцип
Если отвечать коротко и однозначно на вопрос, то измеряют динамометром, ответ будет очень простым — силу. А вот природа этой силы может быть разная. Применение и конструкция динамометра зависит от множества факторов.
- «Природа» силы.
- Направление.
- Характер.
Перед тем, как перейти к рассмотрению того, что измеряют динамометром, остановимся подробнее на том, как устроен этот прибор.
Принцип действия
Динамометр работает на одном из основных принципов сохранения в физике. Подробно он уже рассматривался в одной из прошлых статей, это третий закон Ньютона. Внутри динамометра находится пружина или другой элемент, который деформируется под нагрузкой. При этом возникает противодействующая сила. Сам «измерительный предмет» при этом изменяет свои геометрические характеристики, что может быть быстро и довольно точно замерено.
Самая первая картина, которая приходит в голову, когда спрашивают «что измеряют динамометром» — подвешенный на пружине груз. Это самый простой способ измерить силу тяжести или вес объекта. Безмен, который все видели и держали в руках, градуирован в килограммах. Однако, это неверно. Динамометр измеряет не массу, а силу, с которой груз притягивается к поверхности Земли.
Физическое понятие силы
Есть разница между массой тела и его весом. Первая — абсолютная характеристика. Вторая — относительная. Количественно — произведение массы на ускорение свободного падения. Именно эта величина — ответ на вопрос, что измеряют динамометром. Она может быть разной для одного и того же объекта. Например, если увезти безмен на Луну и там взвешивать килограмм гречки, пружина динамометра покажет значение, которое ниже в 6 раз. Можно убедиться и в домашних условиях. Зацепить груз за пружину и раскрутить его вертикально. Благодаря центробежной силе безмен будет показывать разные значения в верхней и нижней точке траектории.
Что измеряют динамометром в реальном мире
Этот замечательный прибор может применяться в разных условиях. Его роль — просто измерять силу. Это может быть вертикально подвешенный груз. С помощью динамометра измеряют усилия, необходимые для разрушения образцов материалов в промышленных установках. Его можно использовать для определения усилия открывания дверей или силы, с которой створки автоматических дверей сдавят попавший между ними объект.
Конструкционно динамометры бывают разные.
- Самый простой вариант содержит пружину, которая растягивается под воздействием. На ее конце находится указатель и по его смещению можно судить о том, какая сила приложена.
- Пружина может представлять собой свернутую «улиткой» ленту или полую трубку. Так, например, устроен манометр. Под действием газа спираль распрямляется и по степени деформации судят о показателях давления.
- Аналогично — со спиральной пружиной — устроены и домашние кухонные весы «с чашечкой».
Заключение
«Что измеряют динамометром? Силу». Это простой ответ, однако, сила может быть разной и создаваться с помощью многочисленных процессов. Более того, она может действовать в любом направлении. С помощью динамометра можно даже замерить силу трения, если зацепить груз и тянуть его по поверхности с постоянной скоростью. Однако, если на чей-то вопрос «что же измеряют» просто ответить — «силу» — это будет правильный ответ.
