Dynamometr je zařízení, které se používá k měření síly. Jeho aplikace jsou široce rozšířené ve vědeckých a technických oborech. Ale jak přesně dynamometr měří sílu? Abychom tomu porozuměli, je nutné znát zákon, na kterém je její práce založena.
Hookův zákon – to je základní zákon, na kterém dynamometry fungují. Zformuloval jej anglický vědec Robert Hooke v 17. století. Hookeův zákon říká, že síla, kterou působí elastické médium (jako je pružina), je přímo úměrná prodloužení nebo stlačení tohoto média.
Matematicky lze tento zákon zapsat takto:
kde F je síla, k je koeficient pružnosti a x je prodloužení nebo stlačení elastického média.
Právě tento princip je základem činnosti dynamometru. Při působení síly na dynamometr se elastické médium (nejčastěji pružina) natáhne nebo stlačí, což je doprovázeno změnou údajů na dynamometru. Měřením vytažení nebo stlačení pružiny tedy dynamometr určuje sílu, která na ni působí.
Zákon činnosti dynamometru: síla, pružina, měření
Zákon činnosti dynamometru je založen na principu rovnováhy sil. Při působení síly na dynamometr se pružina uvnitř natahuje nebo stlačuje v závislosti na směru síly. Tato změna délky pružiny umožňuje určit velikost použité síly.
Když na dynamometr působí síla, pružina uvnitř se natahuje nebo stlačuje, dokud se neustaví rovnováha mezi vnější silou a vnitřní silou pružiny. Dynamometr má stupnici, která ukazuje sílu, která na něj působí.
Chcete-li měřit sílu pomocí dynamometru, musíte jej nainstalovat společně s předmětem, na který síla působí. Na stupnici dynamometru pak můžete odečíst hodnotu, která udává velikost této síly. Jednotky měření na stupnici jsou obvykle vyjádřeny v newtonech nebo kilogramech síly.
Použití dynamometru je velmi důležité ve vědeckém a technickém výzkumu pro měření síly, protože poskytuje přesné údaje o velikosti síly, která je vyvíjena na objekt. Je také široce používán pro vzdělávací účely k demonstraci principu rovnováhy sil a Hookeova zákona.
Základní zákon činnosti dynamometru: interakce síly a pružiny
Základem dynamometru je pružina, která se vlivem vnější síly deformuje. V tomto případě bude síla, která musí být použita k deformaci pružiny o určitou vzdálenost, úměrná samotné deformaci.
Dynaometr používá k měření síly stupnici nebo digitální displej. Když na dynamometr působí síla, pružina se deformuje a síla způsobující tuto deformaci je vyjádřena v jednotkách newtonů zobrazených na stupnici nebo displeji.
Jednou z výhod dynamometru je, že umožňuje měřit sílu bez nutnosti použití dalších nástrojů. Kromě toho lze dynamometry různých konstrukcí použít k měření různých typů sil, včetně sil tlakových, tahových a torzních.
Použití dynamometru k měření síly: Práce se závažím a pružinami
Pro použití dynamometru je nutné zajistit zátěž, se kterou bude síla měřena. Náklad může mít libovolnou hmotnost a musí být zavěšen na háku dynamometru. Poté, v závislosti na modelu dynamometru, musíte začít odečítat naměřenou hodnotu.
Když je závaží zavěšeno na háku dynamometru, začne natahovat pružinu zařízení. Protažení pružiny je úměrné síle působící na dynamometr. Čím větší síla, tím větší natažení pružiny.
Odečítání naměřené hodnoty na dynamometru se provádí porovnáním natažení pružiny se stupnicí na zařízení. Stupnice dynamometru udává hodnoty síly. Obvykle se uvádí v newtonech nebo kilogramech. Při odečítání měření je nutné vzít v úvahu výchozí polohu ručičky nebo digitálního indikátoru na stupnici.
Použití dynamometru umožňuje měřit sílu působící na zatížení v různých situacích. Může být použit k určení tažné síly, tahové síly nebo kompresní síly. Dynamometry lze použít v různých oblastech, včetně fyziky, mechaniky, strojírenství a sportu.
Při použití dynamometru je třeba vzít v úvahu jeho maximální nosnost. Toto je maximální hmotnost, kterou lze změřit dynamometrem, aniž by došlo k poškození zařízení. Překročení maximální nosnosti může mít za následek nesprávné měření nebo poškození dynamometru.
Je důležité si uvědomit, že dynamometr je nástroj pro měření síly a měl by být používán s vědomím a odpovědností. Při práci se závažím a pružinami je třeba dodržovat bezpečnostní opatření, aby se předešlo možnému zranění.
