Жинийг жингээр, зайг хэмжүүрээр, даралтыг манометрээр хэмждэг. Хүчийг хэмждэг төхөөрөмж зохион бүтээгдсэн үү? Ийм хэрэгсэл мэдээж байдаг. Үүнийг динамометр гэж нэрлэдэг. Дашрамд хэлэхэд, гэртээ өөрийн гараар хүчийг хэмжих энгийн боловч нэлээд үр ашигтай төхөөрөмж болох өөрийн онцгой динамометрийг хийх нь амархан.
Масс, хүч, жин
Ярилцлагад бид жин, жин гэх мэт ойлголтуудыг андуурдаг. Тэдний хооронд ямар ялгаа байдаг вэ? Жижиг жишээ. Бидэнд 32 кг жинтэй гимнастикийн данх бий. Энэ төмрөөр хийсэн бүтээгдэхүүнээ тавиад өгчихвөл манай гэрийн жинлүүр ямар их харагдах юм. Сарны гадаргуу руу оюун ухаанаараа хөдөлцгөөе. Бидний авч явах жингийн уншилтууд өөрчлөгдөж ердөө 5 кг 120 гр байх болно. Харин манай системийн хамгийн том гараг болох Бархасбадь гаригт хамгийн их таталцалтай байгаа жин нь 84,5 кг-ыг бүхэлд нь харуулах болно. Данхны жин өөрчлөгдсөн үү? Үгүй.
Энэ яаж байж болох вэ? Жингүйдлийн үед жин нь тэгийг харуулах болно сансарт жин байрлуулцгаая. Жин алга болсон уу? Энэ нь тийм биш гэдгийг батлахын тулд гимнастикийн хэрэгслээ зохих хурдаар тарааж, нэг юм уу өөр зорилго руу чиглүүлэх нь зүйтэй. Сар, Дэлхий, Бархасбадь дээр ижил туршилтыг давтан хийвэл хурдыгсаадтай мөргөлдөх агшинд ижил байх болно, сүйрэл нь ижил байх болно.
Бүх жишээн дээр данхны жин 32 кг хэвээр байна. Юу өөрчлөгдөж байна вэ? Жингийн тавцан дээр жин дарах хүч. Үүнийг хэмжихэд "жин" гэж нэрлэгддэг энэ хүч нь килограммаар биш, харин Ньютоноор зөв юм.
Ньютоны хүч нь дэлхийн гадарга дээрх 102 грамм ачааны жинтэй тэнцүү байна.
Тиймээс бид өөрсдийн гараар динамометр хийснээр хүч гэх мэт чухал физик хэмжигдэхүүнийг хэмжих боломжтой болно.
Динамометрийн дизайны ерөнхий зарчим
Таталцлыг хүчийг хэмжихэд бараг ашигладаггүй. Энэ нь зөвхөн тохиромжгүй (жин эсвэл эсрэг жин нь зөвхөн босоо байдлаар ажиллах боломжтой) төдийгүй бүрэн нарийвчлалтай биш юм. Үнэндээ бол манай дэлхий тийм ч бөмбөрцөг биш юм. Энэ нь туйл дээр бага зэрэг хавтгайрсан эллипсоид юм. Тиймээс экваторын цэгээс гаригийн төв хүртэлх зай нь туйлаас их байдаг бөгөөд үүнээс гадна экваторт аливаа биед төвөөс зугтах хүч нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь жингээ бага зэрэг бууруулдаг тул жингээ хасах баталгаатай болно. (хэдийгээр их биш ч гэсэн, зөвхөн 0.5%-иар) та туйлаас экватор руу явахад л хангалттай.
Тиймээс хүчийг хэмжихийн тулд уян элементийн төхөөрөмжийг ихэвчлэн ашигладаг. Заримдаа зүгээр л асар их хүчийг, жишээлбэл, сансрын зөөгч пуужингийн хөдөлгүүрийн хүчийг хэмжих шаардлагатай байдаг. Ийм динамометр ямар байх ёстойг зөвхөн төсөөлж болно.
Өөрийнхөө гараар нэгийг хийж чадахгүй. Гэхдээ бүх "цахилгаан тоолуур" -ын үйл ажиллагааны зарчим нь адилхан: хүчуян хатан элементийг деформацид оруулдаг, төхөөрөмж нь энэ хэв гажилтын утгыг засдаг.
Стандарт динамометр
Сургуулийн физикийн хичээлийн лабораторийн ажилд хүчийг хэмжихэд энгийн пүршний төхөөрөмж ашигласан. Сургуулийнхаас муугүй динамометрийг өөрийн гараар хэрхэн хийх талаар бодож үзээрэй.
Төхөөрөмжийг бүхэлд нь угсрах үндэс нь ердийн модон банз эсвэл поликарбонат, хуванцар, цагаан тугалга зэрэг олон сонголттой байдаг. Хавтан дээр пүрш байдаг бөгөөд нэг төгсгөл нь хатуу бэхлэгдсэн, нөгөө нь хүчийг дамжуулдаг биед холбогдсон байдаг. Дүрмээр бол энэ нь ган дэгээ юм. Пүршний суналтын зэрэг нь хэрэглэсэн хүчтэй пропорциональ байна. Деформацийн хэмжээг хуваарь дээр тусгасан бөгөөд үүнийг Ньютоноор тооцдог. Динамометр ингэж ажилладаг. Гэртээ өөрийн гараар пүршээр хийх шаардлагагүй, уян харимхай материал гэх мэт уян харимхай материал сайн ажиллах болно.
Тохируулга
Хүч хэмжигч ажиллахын тулд түүнийг тохируулсан байх ёстой. Үүнийг хийхийн тулд та таталцлыг ашиглаж болно. Нэг Ньютоны хүч нь 102 грамм жинтэй тохирдог нь мэдэгдэж байна. Динамометрийг өөрийн гараар дараах дарааллаар тохируулна:
- динамометр босоо;
- пүрш ачаалалгүй үед заагчийн байрлал 0-тэй тохирч байна;
- динамометр нь 102 грамм жинтэй, тэмдэг нь 1 Ньютон;
- 204 грамм жин нь 2 Ньютон гэх мэтийн байрлалыг өгнө.
Таны харж байгаагаар тохируулна ууDIY динамометр хялбар.
"Гэрийн" динамометрийн өөр өөр загвар
Хэмжих ачааллыг шийдэх шаардлагатай. Мөн динамометр хийхээсээ өмнө тооцоо хийх нь дээр. Өөрийнхөө гараар та хүчирхэг төхөөрөмж, жижиг, гэхдээ илүү мэдрэмтгий төхөөрөмжийг хоёуланг нь хийж болно. Мөн дизайны олон сонголт бий.
Жишээ нь резинээр өөрийн гараар динамометр хийхэд хялбар байдаг. Энэ нь сонгодог "сургууль"-аас ялгаагүй юм. Цорын ганц ялгаа нь пүршний оронд илүү хүртээмжтэй уян туузыг, жишээлбэл, доод загас бариулаас эсвэл онгоцны загвараас ашигладаг.
Бага зэрэг төсөөлөн бодоход энгийн нэг удаагийн тариур нь хүчийг хэмжих төхөөрөмж болж хувирдаг. Төхөөрөмжийг зурагт үзүүлсэн бөгөөд анхаарлаа хандуулах цорын ганц зүйл бол тариурын бүлүүрийг эргүүлэх (эсвэл хурц хутгаар зүсэх) бөгөөд ингэснээр тариурын их бие дотор хүчин чармайлтгүйгээр хөдөлдөг.
Хэрэв та хүсвэл өөрийн гараар динамометрийг үзэг, пүрштэй энгийн бал үзэгээр хийж болно.
Саваа нь бэхнээс цэвэрлэж, бичгийн бөмбөгний үзүүрийг нунтаглаж, дотор нь энгийн цаасны хавчаар хийх ёстой.
Пьезоэлектрик элементүүд дээрх динамометр
Сүүлийн үед угсармал динамометрийг ихэвчлэн пьезоэлектрик элементүүдээр хийдэг. Пьезоэлектрик элемент - талст, төгсгөлд ньмеханик шахалтын үед боломжит зөрүү (хүчдэл) гарч ирдэг. Түүнчлэн, энэ боломжит зөрүүний хэмжээ нь шахалтын зэргээс хамаарна.
Энэ төрлийн динамометрүүд нь саваа харвалт байхгүй (та эмзэг элементийг дарахад л хангалттай), хэт нарийвчлал, хэмжилтийн асар том хүрээ зэргээрээ ялгагдана. Пьезо элементүүдийг жижиг хүчийг нарийн хэмжих мэдрэмтгий төхөөрөмж болон тракторын татах хүчийг хэмждэг динамометрийг хоёуланг нь хийхэд ашигладаг.
