Динамометр измеряет в чем: Динамометр — это… Что такое Динамометр? – «Как пользоваться динамометром сжатия механическим?» – Яндекс.Знатоки

Содержание

Динамометр — это… Что такое Динамометр?

Динамометр общего назначения на 400кН

Динамо́ме́тр (от др.-греч. δύναμις — «сила» и μέτρεω — «измеряю») — прибор для измерения силы или момента силы, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчетного устройства. В силовом звене измеряемое усилие вызывает деформацию, которая непосредственно или через передачу сообщается отсчётному устройству. Существующими динамометрами можно измерять усилия от долей ньютонов (н, долей кгс) до 20 Мн (2000 тс). По принципу действия различают динамометры механические (пружинные или рычажные), гидравлические и электронные. Иногда в одном динамометре используют два принципа.

История создания прибора

Первыми приборами для измерения силы стали весы, первое изображение которых было напечатано в 1726 году. Около 1830 года Сальтер предложил более удобное устройство: для измерения силы в нём использовалась пружина, которая растягивалась грузом. Ещё раньше Ренье изобрёл динамометр с циферблатом, в которoм использовалась кольцеобразно замкнутая пружина. Более поздними изобретениями являются нажим Прони и динамометры Томсона, Геффнер-Альтенека, Броуна и Межи[1].

Принцип действия

Пружинные весы

Существует несколько типов динамометров: механические динамометры (рычажные и пружинные), а также гидравлические и электрические.

Механический динамометр

Существует два вида механических динамометров: пружинный и рычажный. В пружинном динамометре сила или момент силы передаётся пружине, которая в зависимости от направления силы сжимается или растягивается. Величина упругой деформации пружины пропорциональна силе воздействия и регистрируется. В рычажном динамометре действие силы деформирует рычаг, величина деформации которого после регистрируется.

Гидравлический динамометр

Действие гидравлического динамометра основано на вымещении измеряемой силой жидкости из цилиндра. Под давлением жидкость поступает по трубке к записывающему аппарату и регистрируется.

Электрический динамометр

Электрический динамометр состоит из датчика, который преобразует деформацию от воздействия силы в электрический сигнал и дополнительного датчика, который усиливает и записывает электрический сигнал первого датчика. Для преобразования силы или момента силы в деформацию используются индуктивные, пьезоэлектрические, тензорезисторные и вибрационно-частотные датчики сопротивления. Под действием силы датчик деформируется и токи моста сопротивления изменяются. Сила электрического сигнала прямо пропорциональна деформации элемента и в итоге силе воздействия. Второй датчик усиливает сигнал и записывает его для последующей обработки.

Примеры повседневного использования

В повседневной жизни прибор используется для измерения силы сжатия створок автоматически закрывающихся систем, таких как двери автобусов, трамваев, вагонов поездов, метро, а также двери пассажирских и грузовых лифтов, гаражные ворота, автомобильные окна, сдвигающиеся люки на крыше и так далее. Так как все эти системы могут в случае неправильной юстировки стать причиной травм, разработаны и внедрены технические нормы, определяющие предельные значения сил сжатия в закрывающихся системах. Данные нормы

[2] обязательны во всех странах Европейского союза, а также используются в США, Японии, Китае, Саудовской Аравии, Австралии и других странах мира.

См. также

Примечания

Ссылки

Виды динамометров их применение и измерение силы

В различных сферах практической деятельности людям приходится сталкиваться с ситуацией, когда возникает необходимость измерения значения той силы, с которой одно физическое тело действует на другое. Для этой цели используется прибор, именуемый динамометром. Его название происходит от греческих слов «динамис» («сила») и «

метрео» («измеряю»).

Основными узлами динамометров являются силовые звенья, представляющие собой упругие элементы, и отсчетные устройства. Измеряемое усилие вызывает в силовом звене деформацию, а она или при помощи специальной передачи, или непосредственно транслируется на отсчетное устройство.

Что касается принципа действия, то согласно этому критерию все динамометры подразделяются на следующие типы:

  • Механические (рычажные или пружинные)
  • Гидравлические
  • Электронные

Некоторые модели современных динамометров устроены таким образом, что используют два из перечисленных выше принципов.

Механический динамометр

Механические динамометры бывают или пружинными, или рычажными. Пружинный устроен таким образом, что в нем или сила, или момент силы транслируется на пружину, которая в зависимости от направления вектора приложения растягивается или сжимается. Согласно законам физики, величина деформации пружины является пропорциональной величине воздействующей на нее силы, и именно она и подлежит регистрации. В

динамометре рычажном под воздействием прилагаемой силы происходит деформация рычага, и регистрируется именно она.

Гидравлический динамометр

Принцип действия этого измерительного прибора основывается на том, что происходит фиксация количества вытесняемой из цилиндра жидкости, и этот показатель затем преобразуется в показатель измеряемой силы.

 

Электрический динамометр

Суть работы электрического динамометра состоит в том, что при воздействии некоей силы деформируется датчик который имеет свойства преобразовать саму деформацию в электрический сигнал. Его воспринимает, записывает и обрабатывает специальное устройство. Итоговый показатель формируется на основании того принципа, что величина деформации датчика прямо пропорциональна

силе электрического сигнала.

Применение динамометров

На практике динамометры применяются не только для того, чтобы с их помощью измерять силу тяжести, но и для того, чтобы определять значения других сил (трения, упругости и т.п.). К примеру, сейчас эти приборы применяют для того, чтобы измерять силу различных мышечных групп человека. Одной из разновидностей такого рода устройств являются, к примеру, силометры. С их помощью измеряется мускульная сила руки при сжатии ее в кулак.

Динамометры находят широкое применение и тогда, когда необходимо измерять такие показатели, как тяговые усилия локомотивов, тягачей, тракторов, речных, морских буксиров и прочей техники подобного назначения. Для этого применяются специализированные тяговые динамометры. Их главной отличительной особенностью является то, что с их помощью можно измерять такие тяговые усилия, которые составляют до нескольких десятков тысяч ньютонов.

Если говорить о применении динамометров в повседневной жизни, то эти приборы используются для того, чтобы измерять силу сжатия створок различных закрывающихся в автоматическом режиме устройств (например, дверей вагонов метро, грузовых и пассажирских лифтов, гаражных ворот и т.п.). Необходимо особо отметить, что применение таких систем с использованием динамометров предполагает точную их юстировку и своевременное, тщательное техническое обслуживание.

 

Сила и единицы ее измерения

В физике то усилие, с которым одно тело действует на другое, называется силой. Она является не скалярной, а векторной величиной. Ее принято обозначать латинской буквой

F, а что касается ее единицы, то используется буква H в честь знаменитейшего английского физика Исаака Ньютона.

Кроме того, на практике широко распространено использование дольных единиц силы, таких, как:

  • Микроньютон 1 мкН = 0.000001 Н
  • Миллиньютон 1 мН = 0.001 Н
  • Килоньютон 1 кН = 1000 Н
  • Меганьютон 1 МН = 1000000 Н

Под одним ньютоном (1 Н) понимается сила, при воздействии которой на тело массой 1 кг скорость его движения изменяется ежесекундно на 1 м/с.

Эксперименты показывают, что та сила тяжести, которая действует на тело, имеющее массу 102 грамма и расположенное вблизи поверхности Земли, равняется .

 

 

 

Динамометр электронный – принцип работы различных моделей + видео

Динамометр электронный – это устройство, предназначенное для того, чтобы измерять силу в аппарате, машине, станке, такие приборы еще называют «силомеры». С их помощью измеряется сила резания и влияние на неё разных факторов, сила тяги, сила крутящего момента в механизмах.

Электронный динамометр – классификация и назначение

Еще в беззаботные школьные годы на уроках физики нам приходилось устраивать опыты с самым простейшим динамометром, когда нужно было измерить силу, с которой удавалось бы сдвинуть с места гирьку или шарик. Однако в строительной индустрии и особенно в тяжелой промышленности аналогичный по действию инструмент имеет более сложное строение и принцип фиксирования и обработки результатов. Давайте попробуем понять, как же устроены различные сложные модели «силомера».

Динамометр более сложного устройства годится для измерения от одного до трех показателей одновременно. Как раз в зависимости от числа измеряемых компонент, различают однокомпонентные, двухкомпонентные и трехкомпонентные устройства. Относительно действия, по принципу которого они работают, различают электрические, гидравлические и механические аппараты. При сверлении, чаще всего, применяют электрический и гидравлический динамометры, потому что они позволяют измерить величину осевой силы и крутящего момента.

На фото - механический динамометр, vesmaster.in.uaНа фото - механический динамометр, vesmaster.in.ua

Все динамометры имеют сходное устройство. Резец, который фиксируется специальным механизмом, работает синхронно с устройством, распределяющим силу резания на компоненты (один, два или три). Также в конструкции прибора предусмотрены датчики, чтобы силу, которую измеряет динамометр, преобразовывать в показатели. Они как раз и считываются регистрирующим устройством. В качестве показателей выступают силы электрического тока, электрическая емкость, давление жидкости, крутящий момент, сила резания и прочее.

Электрические динамометры подразделяются на индукционные, пьезоэлектрические, конденсаторные (ёмкостные) и с проволочными датчиками сопротивления. С помощью таких устройств можно замерить нагрузки при совершении производственных и строительных процессов. Замеры, в результативном виде, выглядят, как запись на осциллограмме. Например, при бурении скважин значение электрического динамометра очень велико – с его помощью отслеживают силу нагрузки во время спуска-подъема колонны.

Фото электронных динамометров растяжения, board.salle.com.uaФото электронных динамометров растяжения, board.salle.com.ua

В основе процессов, на которых работает динамометр сжатия-растяжения, заключен принцип использования упругих деформаций инструмента, вернее, прекращения деформаций после ослабевания воздействия на материал извне. Возникает электрическая энергия, которую трансформируют датчики из малых перемещений частиц (упругих деформаций). Датчики бывают емкостного, пьезоэлектрического, индуктивного, электромагнитного свойства, а также датчик сопротивления (тензорезисторный).

Что умеет электронный динамометр сжатия-растяжения?

Самый распространенный вид электрических динамометров – тензорезисторный. Преимущество именно этого вида приборов заключается в том, что он имеет высокую собственную частоту (несколько килогерц). Также он дает возможность измерений разного рода: и динамических, и статических. Динамический вид измерения предполагает изучение норм и законов, согласно которым совершаются физические процессы в объекте исследования. Статическое измерение предполагает неизменность физической величины во время процесса измерения.

На фото - электронный динамометр сжатия-растяжения, ilotok-volgograd.ruНа фото - электронный динамометр сжатия-растяжения, ilotok-volgograd.ru

Выше были описаны виды датчиков, которые применяются для работы. Согласно тому, какие датчики используются в конкретном приборе, говорят о предназначении всего устройства. Широко применяемый тензорезисторный динамометр имеет в своей конструкции упругий элемент и тензорезисторные решетки. Нагрузка, которая воздействует на прибор, деформирует их. От этого токи моста сопротивления приходят в разбалансированное состояние и подают сигнал, который записывается вторичным прибором, в котором для этого имеется специальная шкала. Шкала градуируется в единицах силы. Этот вид прибора применяют в промышленности, когда требуется измерить силу сжатия. Также устройство служит для проверки силоизмерительных машин и определения напряжения в образцах.

Фото тензорезисторного датчика электронного динамометра, zapadpribor.comФото тензорезисторного датчика электронного динамометра, zapadpribor.com

Индукция и пъезоэлектрический эффект в динамометрах

Индукционный динамометр применяется при испытаниях двигателей мощностью до 966 лошадиных сил. Этот вид прибора тоже электрический и малоинерционный. Охлаждается водой. Принцип действия заключается в создании тормозящего момента за счет действия вихревых токов. В магнитное поле погружен металлический диск, который вращается с определенной скоростью. На нем появляются вихревые токи, которые фиксируются тензодатчиком. Также в конструкцию входит магнитный датчик (датчик с переменным магнитным сопротивлением), который фиксирует, какое количество оборотов совершает диск за минуту.

На фото - индукционный динамометр, equipment.lboro.ac.ukНа фото - индукционный динамометр, equipment.lboro.ac.uk

Пьезоэлектрические динамометры измеряют статические силы. Реакционными элементами являются специальные пластинки, изготовленные из пьезокварца. Пьезокварц применяется потому, что этот минерал имеет соответствующие свойства, создавая прямой и обратный пьезоэффект. В динамометре на поверхности этих пластинок образуется электрический заряд, когда они подвергаются нагрузке. Реакция пластинок зависит от того, какое положение принимают плоскости разреза по отношению к осям кристаллов в зависимости от того, воздействует на них сила сжатия или сдвига.

Фото пьезоэлектрических динамометров, kiparis-spb.ruФото пьезоэлектрических динамометров, kiparis-spb.ru

Пластинки расположены по кругу и зажаты между двумя кольцами, выполненными из стали. К пластинкам присоединён усилитель, который имеет большое сопротивление на входе. Он преобразует заряд в электрическое напряжение. Для снятия заряда между пластинами находятся электроды. При ударе возникает электрический заряд, поэтому пьезокварцевые динамометры применяют для измерения ударных нагрузок, особенно при повышенной температуре.

Это позволяют свойства кварца, который практически не имеет температурной зависимости и обладает высоким удельным электрическим сопротивлением.

Динамометр электрический с проволочными датчиками – секрет работы

Динамометр с проволочными датчиками сопротивления также применяется в промышленности. Особенно широкое применение получил динамометр Б.И. Мухина. Основой прибора является так называемая «лодочка». Это квадратная пластина, которая крепится внутри корпуса прибора на звеньях. Звенья (опоры) упругие, состоят из закаленной стали и имеют форму полых трубок. Они имеют следующую особенность: обладают малой жесткостью относительно вектора, перпендикулярного оси, и высокой жесткостью относительно вектора, параллельного оси.

Фото принципа действия динамометра с проволочными датчиками, shishimora.ruФото принципа действия динамометра с проволочными датчиками, shishimora.ru

Опоры в стыках деталей содержат по два проволочных датчика с базой 10 миллиметров. Это необходимо для устранения контактных деформаций. Также имеется датчик для измерения горизонтальных сил (один датчик вдоль горизонтальной оси Z) и датчики, фиксирующие крутящий момент (по два датчика на осях Y и Х). Прибор используют при фрезеровании, шлифовке, точении, нарезании резьбы резцом. Во время перечисленных процессов динамометром измеряют силу резания. При просверливании, процессе зенкерования, нарезании резьбы метчиком этим прибором измеряется осевая сила и крутящий момент.

На фото - конструкция динамометра с проволочными датчиками, kak.znate.ruНа фото - конструкция динамометра с проволочными датчиками, kak.znate.ru

Проведение измерений при помощи медицинских динамометров: кистевого и станового.. Статьи. Поддержка. РАЗНОВЕС.РУ

Измерение силы и момента силы у людей проводят при помощи динамометров. Но не обычных, которые используются в промышленности, а специальных – медицинских. К медицинским динамометрам относят кистевой, также называемый ручным, динамометр и становой динамометр. В данной статье мы расскажем, как же проводят измерения при помощи данных приборов.

Итак, начнем с кистевого динамометра. Данный прибор предназначается для определения сжимающей силы мышц сгибающих пальцы обоих рук человека, а также для диагностики состояния и функции рук, как здоровых людей, так и восстанавливающихся после травм. Динамометр кистевой используется врачами, которые занимаются физиотерапией, кроме того, динамометр применяется в правоохранительных органах, вооруженных силах и МЧС. Приборы для измерения силы незаменимы для подготовки профессиональных спортсменов. В качестве примера кистевого динамометра можно привести такие приборы, как: механический ДК и электронный ДМЭР.

Динамометр кистевой ДК.

 

Для проведения измерений изометрической силы с использованием динамометра не требуется много времени, к тому же процесс замера не утомляет испытуемого. Для получения точных абсолютных результатов необходимо, чтобы пациент соблюдал определенное положение тела и угол отдельных суставов. Пусть обследуемый человек вытянет руку с кистевым динамометром и отведет её в сторону перпендикулярно туловищу. Свободная рука, при этом, должна быть расслаблена и опущена вниз. После чего, по команде, он должен будет сжать динамометр кистевой так сильно, как только сможет. Динамометрическое измерение может проходить поочередно обеими руками несколько раз, при этом, выбирается лучший результат для каждой руки.

 

 

Делать выводы на основании абсолютных результатов проведенных измерений можно только в динамике, когда предыдущие результаты были занесены в специальный дневник. В противном случае, поскольку на результаты измерений, проведенных с использованием динамометра, оказывают влияние такие факторы, как возраст, пол испытуемого, а также рост и вес, следует использовать более объективные показатели. Самым объективным показателем силы будет являться так называемая, относительная величина мышечной силы. Это связано, помимо перечисленных факторов, с тем, что в ходе тренировок, рост абсолютных показателей силы тесно связан с ростом мышечной массы человека, и как следствие с его весом.

Чтобы определить величину относительной силы кисти, нужно абсолютные показания в килограммах, полученные измерением ручным динамометром, умножить на 100 и разделить на вес тела спортсмена. Для мужчин, не занимающихся спортом, этот показатель должен составлять 60-70, а для женщин 45-50.

Становая динамометрия, проводимая с использованием станового динамометра, это, можно сказать, комплексное измерение силовых качеств спортсмена, поскольку в таком исследовании участвуют практически все основные мышцы. Упражнение становой тяги с использованием динамометра должно применяться во всех учреждения диспансерного типа спортивно-оздоровительного профиля. В качестве примера станового динамометра можно привести ДС-200 и ДС-500.

Динамометр Становой ДС-200

Становая динамометрия подразумевает использование станового динамометра – прибора, который по виду напоминает обычный ножной эспандер, который состоит из рукояти, подножки, подкладываемой под ноги, троса и измерительного прибора с датчиком и отсчитывающим устройством. Испытуемый должен потянуть рукоять на себя и вверх так сильно, как только сможет, при этом, ноги должны быть прямыми в коленях.

Относительная величина становой силы рассчитывается точно так же, как и в ручной динамометрии, однако, здесь показатели индекса должны быть в разы больше. Например:

Если индекс менее 170 – то индекс относительной величины становой силы низкий.

  • От 170 до 200 – ниже среднего.
  • 200 — 230 – средний.
  • 230 — 260 – выше среднего.
  • Если же более 260 – то считается высоким.

Увеличение относительных показателей силы, как ручной, так и становой, как правило, говорит о повышении мышечной силы, а, следовательно, об увеличении мышечной массы в процентном соотношении.

Показания таких измерений используются в неврологии при обследовании заболеваний, которые могут сопровождаться мышечной слабостью, например, миастения, рассеянный склероз со слабостью конечностей, а также, различные последствия инсульта.

Отдельно следует выделить такой вид исследования, как динамография, при котором показатели силы и скорости сокращения мышц записываются на графике. Как видно из названия, суть этого метода состоит в том, что показания записываются в графическом виде в динамике (во времени). Часто, динамография связана с какими либо упражнениями или обстоятельствами, эффективность которых необходимо измерить.

У детей, также существуют усредненные показатели динамометрии, которые принято считать нормой. Усредненные величины различаются в зависимости от пола, роста, возрастной категории испытуемого. Измерения силы кисти правой руки и становой силы, обычно, проводят для детей в возрасте от восьми до 18 лет в два этапа, с небольшим перерывом для отдыха. Так, нормы показателей силы кисти правой руки для мальчиков составляют:

  • От 13 до 18,5 кг – для возраста 8-11 лет.
  • 21,6 — 37,6 кг – 12-15 лет.
  • 45,9 — 51 кг – 16-19 лет.

Для девочек, норма колеблется в пределах:

  • 9,8 — 17,1 кг – для возраста 8-11 лет.
  • 19,9 — 28,3 кг – 12-15 лет.
  • 31,3 — 33,8 кг – 16-19 лет.

Завершая статью, скажем только что динамометрия – это важный элемент антропометрии, который нашел свое применение в физиологии, спортивной медицине, гигиене спорта. Благодаря показателям абсолютной и относительной величины силы производится оценка степени физического развития человека.

Становая и кистевая динамометрия — какова норма?

Динамометрия – методика измерения силы отдельной мышцы или группы мышц при помощи специальных приборов – динамометров.

Содержание:


Кистевая динамометрия

Кистевая динамометрия – измерение силы мышц-сгибателей пальцев. Динамометрия кисти выглядит как одномоментное максимальное воздействие на прибор мышечных волокон. При разогнутом предплечье исследуемый сжимает ручной динамометр одной кистью. Исследование проводится для обеих конечностей, после чего производится сравнение полученных данных. При помощи реверсивного прибора проводят исследование также для разгибателей предплечья, сгибателей бедра и голени.

Становая динамометрия и динамография

ДинамометрияСтановая динамометрия – измерение силы мышечных групп, выпрямляющих туловище. Нижняя планка станового динамометра должна быть зафиксирована под ступнями испытуемого. Исследуемый обхватывает верхнюю планку кистями рук и тянет вверх. При этом он пытается выпрямиться при разогнутых в коленях нижних конечностях.

Помимо становых, реверсивных и ручных пружинных динамометров существуют ртутные приборы, в которых мышечная сила определяется как уровнем давления на датчик при помощи ртутного манометра.

Динамография – вид исследования, который позволяет регистрировать мышечные сокращения в виде серии кривых на графике. Этот метод показывает длительное мышечное усилие мышцы или группы мышц в динамике. Динамография используется в курортологии, неврологии.

Выражаются показатели динамометрии абсолютными величинами или относительными (по отношению к чему-либо, к массе, например). Данные измерения учитываются антропометрией, в физиологии, в гигиене спорта и спортивной медицине. Также полученные результаты используют для оценки степени физического развития человека.

Оценка результатов

Разработаны различные шкалы оценки показателей динамометрии. Существуют усредненные величины результатов динамометрии, которые принимаются за норму. Они различаются в зависимости от роста, пола и возрастной категории испытуемого. Однако следует учитывать и другие индивидуальные особенности пациента.

Динамометрия
Одними из основных показателей физического развития у детей, начиная с возраста восьми лет и до восемнадцати, являются становая сила и сила правой кисти, выраженные в килограммах. В неврологии могут использоваться и измерения других групп мышц при необходимости таковых. Чаще всего исследования выполняются при неврологических заболеваниях, сопровождающихся мышечной слабостью (миастении, парезы после инсульта, оценка эффективности лечения рассеянного склероза со слабостью конечностей и т.д.).

Динамометрия у детей различного пола и возраста дает разные результаты, несмотря на одинаковую методику проведения. Измерение проводится два раза, через небольшую паузу для отдыха.


Возрастные показатели и норма динамометрии

Так, нормы показателей силы правой кисти у мальчиков:
— от 8 до 11 лет варьируются от 13,0 до 18, 5 кг;
— от 12 до 15 лет – от 21, 6 до 37,6 кг;
— от 16 до 19 лет – от 45,9 до 51,0 кг.

Для девочек эти нормы имеют гораздо меньшие значения:
— от 8 до 11 лет соответственно норма от 9,8 до 17,1 кг;
— от 12 до 15 лет норма равна от 19,9 до 28, 3;
— от 16 до 19 лет – от 31, 3 до 33,8 кг.

Автор статьи: Алексей Борисов (врач-невролог)

Практикующий врач-невролог. Окончил Иркутский государственный медицинский университет. Работает в факультетской клинике нервных болезней. Подробнее…

Ответы@Mail.Ru: Какую силу мзмеряет динамометр?

Так любую. Какую силу приложишь, такую и измеришь. Хоть вес, хоть отталкивание магнитов….

силу динамы! ясен икс! ктож по-другому ответит

вес измеряется НЬЮТОНОМ

измеряет атмосферное давление, используется в метеорологических наблюдениях=)))))

не уверена, но по-моему силу тяжести

ДИНАМОМЕТР, механический или электрический прибор для измерения силы тяги или крутящего момента машины, станка или двигателя

Динамомерт измеряет физическую величину называемой силой по системе СГС измеряемой в динах: силу натяжения или силу скручевания болтов или гаек, силу разрыва или сжатия образцов материалов и т. д

Силу упругости

Изготавливаем динамометр своими руками

Вес измеряется весами, расстояние – линейкой, давление – манометром и т. д. А придуман ли прибор, измеряющий силу? Такой инструмент, конечно же, имеется. Называется он динамометр. Своими руками в домашних условиях, кстати говоря, несложно изготовить простенький, но вполне работоспособный прибор для измерения силы, свой собственный эксклюзивный динамометр.

Масса, сила, вес

В разговорах мы часто путаем такие понятия, как масса и вес. В чём между ними разница? Маленький пример. У нас есть гимнастическая гиря массой 32 кг. Именно столько покажут наши бытовые весы, стоит нам это железное изделие на них поставить. Переместимся мысленно на поверхность Луны. Показания весов, которые мы захватим с собой, изменятся и будут всего лишь 5 кг 120 г. А вот на самой большой планете нашей системы, Юпитере, с самой большой силой тяжести, весы покажут все 84,5 кг. Изменилась масса гири? Нет.

Как такое может быть? Поместим гирю в открытый космос, где в состоянии невесомости весы покажут и вовсе ноль. Масса пропала? Чтобы убедиться, что это не так, стоит разогнать наш гимнастический снаряд до приличной скорости и направить на ту или иную мишень. Если тот же эксперимент повторить на Луне, Земле, Юпитере, при условии, что скорость в момент столкновения с препятствием будет одинакова, идентичными будут и разрушения.

динамометр своими руками

Масса гири во всех примерах остаётся 32 кг. А что меняется? Сила, с которой гиря давит на площадку весов. И измерять её, эту силу, называемую «вес», правильно не в килограммах, а в ньютонах.

Сила в один ньютон равна весу груза в 102 грамма, находящегося на поверхности планеты Земля.

Итак, изготовив динамометр своими руками, мы получим возможность измерять такую важнейшую физическую величину, как сила.

Общий принцип устройства динамометров

Для измерения силы редко используют земное притяжение. Это не только неудобно (груз или противовес могут работать только вертикально), но и не совсем точно. Дело в том, что наша Земля – не совсем шар. Это эллипсоид, слегка сплюснутый с полюсов. Поэтому расстояние на экваторе до центра планеты больше, чем на полюсе, к тому же, на экваторе на любое тело действует центробежная сила, слегка уменьшающая его вес, поэтому чтобы гарантированно похудеть (правда ненамного, на 0,5% всего лишь) надо просто поехать с полюса на экватор.

Поэтому для того, чтобы измерить силу, чаще всего применяют приборы на упругих элементах. А силу иногда необходимо измерить просто громадную, например, тягу двигателя космической ракеты носителя. Можно только представить, каким должен быть такой динамометр.

как сделать динамометр своими руками

Своими руками такой вряд ли изготовишь. Но принцип работы у всех «силомеров» один и тот же: сила деформирует упругий элемент, прибор фиксирует величину этой деформации.

Стандартный динамометр

В лабораторных работах школьных уроков физики для измерения силы использовался простой пружинный прибор. Рассмотрим, как сделать динамометр своими руками не хуже школьного.

динамометр своими руками в домашних условиях

Основа, на которой собирается всё устройство, – обычная дощечка из дерева или полоска поликарбоната, пластика, жести, вариантов множество. На дощечке расположена пружина, один конец которой жёстко закреплён, другой связан с телом, через которое передаётся усилие. Как правило, это стальной крючок. Степень растяжения пружины пропорциональна прикладываемому усилию. Величина деформации отражается на шкале, которая наносится в ньютонах. Вот так работает динамометр. Своими руками в домашних условиях не обязательно изготавливать его из пружины, прекрасно будет работать любой упругий материал, например, резинка.

Тарировка

Для того, чтобы силомер работал, его необходимо градуировать. Для этого можно воспользоваться силой тяжести. Известно, что усилию в один ньютон соответствует вес 102 граммов. Тарируется динамометр своими руками в следующей последовательности:

  • динамометр располагается вертикально;
  • пока пружина не нагружена, положение указателя соответствует отметке 0;
  • динамометр нагружается грузом массой 102 грамма, получается отметка 1 ньютон;
  • масса груза в 204 грамма даст положение метки в 2 ньютона и т. д.

Как видим, настроить динамометр своими руками несложно.

Разные конструкции «домашних» динамометров

Необходимо определиться с нагрузкой, которую предстоит измерять. И расчёт лучше произвести перед тем, как сделать динамометр. Своими руками можно изготовить как мощный прибор, так и небольшой, но более чувствительный. А вариантов конструкции немало.

Например, несложно изготовить динамометр своими руками из резинки. Он ничем не отличается от классического «школьного». Разница лишь в том, что вместо пружины используется более доступная резинка, например, от донной удочки или авиамодельная.

динамометр своими руками из резинки

Немного фантазии, и в прибор для измерения силы превращается обычный одноразовый шприц. Устройство показано на рисунке, единственное, на чём следует заострить внимание, так это поршень шприца, который необходимо обточить по окружности (или срезать острым ножом) так, чтобы он двигался внутри корпуса шприца без усилия.

динамометр своими руками

При желании можно изготовить динамометр своими руками из ручки, обычной шариковой ручки с пружинкой.

динамометр своими руками из ручки

Стержень надо очистить от чернил, сточить острие пишущего шарика и вставить внутрь обычную канцелярскую скрепку.

динамометр своими руками из резинки

Динамометр на пьезоэлементах

Динамометры заводского изготовления в последнее время чаще всего изготавливают с использованием пьезоэлементов. Пьезоэлемент – кристалл, на концах которого при механическом сжатии появляется разность потенциалов (напряжение). Причём величина этой разности потенциалов зависит от степени сжатия.

динамометр своими руками

Силомеры такого типа отличаются отсутствием хода штока (на чувствительный элемент необходимо просто нажать), чрезвычайной точностью и огромным диапазоном измерений. На пьезоэлементах делаются как чувствительные приборы для точного измерения небольших усилий, так и динамометры, с помощью которых измеряют тяговые усилия тракторов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *