Περιεχόμενο
Οι μετρητές δύναμης, επίσης γνωστοί ως Newton μέτρα, έρχονται σε διάφορες μορφές, αλλά ουσιαστικά κάνουν την ίδια εργασία μέτρησης των διαφορετικών δυνάμεων του σύμπαντος.
Μετρητές Δύναμης
Υπάρχουν διαφορετικές δυνάμεις σε όλο το σύμπαν που μπορούν να δράσουν πάνω σε αντικείμενα για να δημιουργήσουν κίνηση, μερικές από τις δυνάμεις που μετρούνται περιλαμβάνουν τάση και δυνάμεις βαρύτητας και τριβής. Η δύναμη ενεργεί πάνω σε ένα αντικείμενο που την ωθεί να ωθηθεί, να τραβηχτεί, να επιταχυνθεί, να περιστραφεί ή να παραμορφωθεί. Οι μετρητές δύναμης μετρούν τις δυνάμεις σε αντικείμενα στις επιστημονικές μετρήσεις του Newton. Οι βασικοί μετρητές χρησιμοποιούν ελαστικά υλικά όπως ελατήρια και ταινίες από καουτσούκ για τη μέτρηση των δυνάμεων. Ένα καλό παράδειγμα ενός μετρητή δύναμης είναι μια κλίμακα λουτρών που μετράει την ποσότητα της δύναμης που ασκείται επάνω της δείχνοντας αυτή τη δύναμη με τη μορφή μονάδων βάρους.
Robert Hooke
Το 1678, ο αγγλικός επιστήμονας Robert Hooke δημιούργησε έναν μετρητή δύναμης δείχνοντας την απόσταση που ένα ελατήριο θα τεντώσει είναι ανάλογο του ποσού της δύναμης που ασκείται σ 'αυτόν. Η θεωρία του για τη δύναμη έγινε γνωστή ως νόμος του Hooke. Τα ελατήρια χρησιμοποιούνται συχνά σε μετρητές δύναμης λόγω των πειραμάτων του Hooke.
Νεύτο
Κάθε δύναμη έχει ένα μέγεθος και μια κατεύθυνση, ο συνδυασμός μεγέθους και κατεύθυνσης υπολογίζεται ως διάνυσμα δύναμης. Η κοινή μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι ένας Newton (N) που ονομάζεται από τον Sir Isaac Newton. Ο πρώτος νόμος κίνησης που προτάθηκε από τον Newton εκφράζει την ιδέα ότι ένα αντικείμενο δεν θα κινηθεί ούτε θα παραμείνει σε ευθεία κίνηση εκτός αν επηρεάζεται από εξωτερική δύναμη. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα εξηγεί πώς η ταχύτητα και η κατεύθυνση ενός αντικειμένου επηρεάζονται από ένα εξωτερικό αντικείμενο. Οι μετρητές δύναμης είναι επίσης γνωστοί ως Newton μέτρα, καθώς οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα πείραμα μπορούν να μετρηθούν σε Newtons.
Λαστιχάκια
Οι μετρητές δύναμης συχνά κατασκευάζονται με ταινίες από καουτσούκ, καθώς υπακούουν και στον νόμο του Hooke με το τέντωμα λόγω του μεγέθους της δύναμης που ασκείται πάνω τους. Ωστόσο, μια λαστιχένια ταινία δεν είναι πάντοτε ακριβής, καθώς η ελαστικότητα των ελαστικών ταινιών αλλάζει με κάθε χρήση.
Χρήσεις μετρικών δυνάμεων
Βασικά πειράματα που χρησιμοποιούν μετρητές δύναμης μπορούν να μετρήσουν τη βαρυτική δύναμη σε μικρά αντικείμενα που πέφτουν ενώ είναι συνδεδεμένα στο μετρητή δύναμης. Οι μετρητές δύναμης μετρούν επίσης τη δύναμη που απαιτείται για να σύρετε ένα αντικείμενο σε κλίση και τη δύναμη που ασκείται στο βραχίονα ρίψης ενός καταπέλτη.
Ένας μετρητής απλών δυνάμεων
Οι απλοί μετρητές δύναμης μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας δύο τεμάχια σωλήνων PVC, δύο μικρές ροδέλες, ένα μήκος σύρματος και μια παχιά λάστιχο.