Jak działa siłomierz?

Data publikacji: 19 czerwca 2019

Siłomierz to inaczej dynamometr. Tak naprawdę to bardzo proste urządzenie. Służy ono do pomiaru siły. Możemy je spotkać w naprawdę wielu dziedzinach życia: nie obędzie się bez nich nauka i technika, zwłaszcza jeżeli mówimy o pracowniach fizycznych. Są one też wykorzystywane w przemyśle i gospodarstwach domowych. Tak naprawdę są niezbędne zawsze, kiedy chcemy zmierzyć siłę. Jak działa to urządzenie?

Czym jest siłomierz?

Siłomierz to urządzenie pomiarowe wykorzystywane do pomiaru siły. Jak już wspominaliśmy, wykorzystuje się go w badaniach, laboratoriach, przy produkcji, a także w środowisku polowym. Znajdziemy go zarówno w naszym domu, jak i u geodety. Obecnie istnieją dwa najpopularniejsze rodzaje mierników siły: mechaniczne i cyfrowe. Zazwyczaj mierzą one ciśnienie w przyrostach naprężeń i innych zależnych czynnikach.

Jak działa siłomierz?

Siłomierze to urządzenia, które są nas w stanie poinformować o wartości działającej siły. Wszystko opiera się zazwyczaj na prawie Hooke’a, więc warto się z nim zapoznać.

Prawo Hooke’a opisuje zależność odkształcenia od naprężenia. To jedno z podstawowych praw mechaniki. Według niego odkształcenie danego ciała pod wpływem działającej na nie siły jest wprost proporcjonalne do tej siły. Współczynnik pomiędzy odkształceniem a przyłożoną siłą jest nazywany modułem sprężystości.

W klasycznych siłomierzach kluczowym elementem jest sprężyna. W miarę oddziaływania sił na sprężynę, wydłuża się ona lub skraca. Zazwyczaj na siłomierzach mamy zainstalowaną podziałkę, która jest stworzona w odpowiednich jednostkach, zwykle są to niutony.

sprężyna

W standardowych siłomierzach, takich z jakimi możemy spotkać się chociażby w szkole, sprężyna jest często zainstalowana wewnątrz przezroczystej obudowy, a podziałka znajduje się na niej. Obecnie siłomierze są wykonywane zazwyczaj w aluminiowych obudowach.

Mechaniczne siłomierze

Współczesne mechaniczne siłomierze zazwyczaj opierają się na sprężynach. Zawierają one hak i sprężynę. Badany przez nas obiekt przytwierdza się do sprężyny za pomocą właśnie tego haka. Następnie mierzymy siłę wywieraną na sprężynę. To najprostsze rodzaje tego urządzenia, które możemy spotkać chociażby w szkolnych laboratoriach.

Dynamometr elektroniczny

Przykładem cyfrowego miernika siły dynamometr elektroniczny. Jak możemy dowiedzieć się ze strony firmy Spais – dynamometr elektroniczny przeznaczony jest do mierzenia sił ściskających i rozciągających. Często łączy się go z odpowiednim oprogramowaniem i wyświetlaczem. Jest to urządzenie elektroniczne, które jest używane do przekształcania siły w sygnał elektryczny. Dzięki układowi mechanicznemu wykrywana siła odkształca czujnik tensometryczny. Tensometr przekształca odkształcenie na sygnały elektryczne. Oprogramowanie i elektronika miernika siły przekształcają napięcie ogniwa obciążnikowego na wartość siły wyświetlaną na przyrządzie.
Jak możemy dowiedzieć się ze strony firmy SPAIS – dynamometr elektroniczny przeznaczony jest do mierzenia sił ściskających i rozciągających.

W jakich jednostkach mierzy się siłę?

Jednostkami testowymi pomiarów siły są najczęściej niutony. Często siłomierze, które mają skalę zgodną z układem SI, nazywane są niutonometrami. Siła szczytowa jest najczęstszym wynikiem w aplikacjach do testowania siły. Niektóre przykłady pomiarów siły obejmują zatrzask drzwi, jakość sprężyny, testowanie drutu i wytrzymałość. Można również przeprowadzić bardziej skomplikowane testy, takie jak obieranie, tarcie i tekstura.

Gdzie wykorzystuje się siłometry?

Siłometry wykorzystuje się w bardzo wielu dziedzinach życia i często sami nie zdajemy sobie sprawy jak obecne one są w naszym życiu. Prócz szkolnych klas, laboratoriów i pracowni fizycznych spotkamy je chociażby w naszym gospodarstwie domowym, ponieważ wykorzystują je wagi sprężynowe. Są one obecne w antropometrii, czyli w dziedzinie nauki zajmującej się pomiarem siły mięśni. Z dynamometrem obeznani są też geodeci, którzy wykorzystują je do mierzenia siły naciągu taśm stalowych przy mierzeniu odległości.