Og'irlik tarozi bilan, masofa o'lchagich bilan, bosim manometr bilan va hokazo. Kuchni o'lchaydigan asbob ixtiro qilinganmi? Bunday vosita, albatta, mavjud. Bu dinamometr deb ataladi. Aytgancha, uyda o'z qo'llaringiz bilan kuchni o'lchash uchun oddiy, ammo juda samarali qurilma, o'zingizning eksklyuziv dinamometringizni yasash juda oson.
Masa, kuch, vazn
Suhbatlarda biz koʻpincha massa va vazn kabi tushunchalarni chalkashtirib yuboramiz. Ularning orasidagi farq nima? Kichik misol. Bizda 32 kg og'irlikdagi gimnastik choynak bor. Bizning xonadonimiz tarozilari, agar biz ularga temir mahsulot qo'ysak, shunchalik ko'rsatadi. Keling, oyning yuzasiga aqliy ravishda harakat qilaylik. Biz o'zimiz bilan olib ketadigan tarozilarning ko'rsatkichlari o'zgaradi va faqat 5 kg 120 g bo'ladi. Ammo bizning tizimimizdagi eng katta sayyora - Yupiterda eng katta tortishish kuchi bilan tarozi barcha 84,5 kg ni ko'rsatadi. Chovgumning massasi o'zgarganmi? Yoʻq.
Bu qanday bo'lishi mumkin? Keling, og'irlikni kosmosga joylashtiramiz, u erda vaznsizlik holatida tarozi umuman nolni ko'rsatadi. Og'irlik ketdimi? Bunday emasligiga ishonch hosil qilish uchun gimnastika apparatimizni munosib tezlikda tarqatib, uni u yoki bu nishonga yo'n altirishga arziydi. Xuddi shu tajriba Oyda, Yerda, Yupiterda takrorlansa, tezlik sharti bilanto'siq bilan to'qnashuv vaqtida bir xil bo'ladi, halokat bir xil bo'ladi.
Barcha misollarda choynakning massasi 32 kg bo'lib qoladi. Nima o'zgarmoqda? Og'irlikni muvozanat platformasiga bosadigan kuch. Va uni o'lchash uchun "og'irlik" deb ataladigan bu kuch kilogrammda emas, balki nyutonlarda to'g'ri.
Bir nyutonlik kuch Yer sayyorasi yuzasidagi 102 gramm yukning og'irligiga teng.
Demak, dinamometrni oʻz qoʻllarimiz bilan yasab, biz kuch kabi muhim jismoniy miqdorni oʻlchashimiz mumkin boʻladi.
Dinamometrni loyihalashning umumiy printsipi
Kuchni oʻlchash uchun tortish kuchi kamdan-kam qoʻllaniladi. Bu nafaqat noqulay (og'irlik yoki qarshi og'irlik faqat vertikal holda ishlashi mumkin), balki to'liq aniq emas. Gap shundaki, bizning Yerimiz umuman shar emas. Bu ellipsoid bo'lib, qutblarda biroz yassilangan. Shuning uchun, ekvatorda sayyoraning markaziga masofa qutbga qaraganda kattaroqdir, bundan tashqari, ekvatorda har qanday jismga markazdan qochma kuch ta'sir qiladi, bu uning vaznini biroz kamaytiradi, shuning uchun vazn yo'qotish kafolatlanadi. (koʻp boʻlmasa-da, atigi 0,5% ga), shunchaki qutbdan ekvatorga oʻtish kerak.
Shuning uchun kuchni o'lchash uchun ko'pincha elastik elementlardagi asboblar qo'llaniladi. Va ba'zida shunchaki ulkan kuchni, masalan, kosmik tashuvchi raketa dvigatelining kuchini o'lchash kerak bo'ladi. Bunday dinamometr qanday bo'lishini faqat tasavvur qilish mumkin.
O'z qo'lingiz bilan yasash qiyin. Ammo barcha "quvvat hisoblagichlari" uchun ishlash printsipi bir xil: kuchelastik elementni deformatsiya qiladi, qurilma bu deformatsiyaning qiymatini aniqlaydi.
Standart dinamometr
Maktab fizika darslarining laboratoriya ishlarida kuchni oʻlchash uchun oddiy prujinali qurilmadan foydalanilgan. O'z qo'lingiz bilan qanday qilib maktabdagidan yomonroq dinamometr yasashni ko'rib chiqing.
Butun qurilma yig'iladigan asos oddiy yog'och taxta yoki polikarbonat, plastmassa, qalay chizig'i bo'lib, ko'plab variantlar mavjud. Plastinada bir kamon bor, uning bir uchi qattiq mahkamlangan, ikkinchisi kuch uzatiladigan tanaga ulangan. Qoida tariqasida, bu po'lat kanca. Bahorning cho'zilish darajasi qo'llaniladigan kuchga proportsionaldir. Deformatsiya miqdori nyutonlarda qo'llaniladigan shkalada aks ettiriladi. Dinamometr shunday ishlaydi. Uyda o'z qo'llaringiz bilan uni buloqdan yasash shart emas, har qanday elastik material, masalan, elastik tasma yaxshi ishlaydi.
Kalibrlash
Kuch o'lchagich ishlashi uchun uni kalibrlash kerak. Buning uchun siz tortishish kuchidan foydalanishingiz mumkin. Ma'lumki, bir nyutonning kuchi 102 gramm og'irlikka to'g'ri keladi. Dinamometr o'z qo'llaringiz bilan quyidagi ketma-ketlikda kalibrlanadi:
- dinamometr vertikal;
- prujina yuklanmaganda, ko'rsatgich 0 ga to'g'ri keladi;
- dinamometr 102 gramm og'irlikda yuklangan, belgisi 1 nyuton;
- 204 gramm og'irligi 2 nyuton va hokazo belgisini beradi.
Koʻrib turganingizdek, sozlangDIY dinamometri oson.
"Uy" dinamometrlarining turli dizaynlari
O'lchanadigan yuk haqida qaror qabul qilish kerak. Va dinamometrni yasashdan oldin hisob-kitob qilish yaxshiroqdir. O'z qo'llaringiz bilan siz ham kuchli qurilma, ham kichik, ammo sezgirroq qilishingiz mumkin. Dizayn variantlari koʻp.
Masalan, kauchukdan o'z qo'lingiz bilan dinamometr yasash oson. U klassik "maktab" dan farq qilmaydi. Yagona farq shundaki, buloq o'rniga, masalan, pastki qarmoq yoki samolyot modelidan qulayroq elastik tasma ishlatiladi.
Bir oz tasavvur bilan oddiy bir martalik shprits kuchni o'lchash qurilmasiga aylanadi. Qurilma rasmda ko'rsatilgan, diqqat qilish kerak bo'lgan yagona narsa bu shprits pistonidir, uni aylantirib (yoki o'tkir pichoq bilan kesish) u shprits korpusi ichida harakat qilmasdan harakatlanishi kerak.
Agar xohlasangiz, oʻz qoʻlingiz bilan qalam, oddiy sharikli ruchkadan prujinali dinamometr yasashingiz mumkin.
Tayoqchani siyohdan tozalash kerak, yozuv sharining uchini maydalab, ichiga oddiy qog'oz qisqichini soling.
Piezoelektrik elementlardagi dinamometr
Oxirgi paytlarda prefabrik dinamometrlar ko'pincha piezoelektrik elementlar yordamida ishlab chiqariladi. Piezoelektrik element - kristall, uchlaridamexanik siqilish vaqtida potentsial farq (kuchlanish) paydo bo'ladi. Bundan tashqari, bu potentsial farqning kattaligi siqilish darajasiga bog'liq.
Ushbu turdagi dinamometrlar novda zarbasining yo'qligi (faqat sezgir elementni bosishingiz kerak), o'ta aniqligi va katta o'lchov diapazoni bilan ajralib turadi. Piezo elementlari kichik kuchlarni aniq o'lchash uchun sezgir asboblarni va traktorlarning tortish kuchlarini o'lchaydigan dinamometrlarni yaratish uchun ishlatiladi.
