Глава 1. Механические явления

§ 20. Измерение силы

Что такое деформация тела? Приведите примеры деформаций.

Как определить цену деления шкалы прибора?

1. Используя формулу F = mа, можно определить значение силы, если известны масса и возникающее в результате действия силы ускорение. Подобный способ нахождения значения физической величины называется косвенным измерением. Существует ли способ прямого измерения силы, аналогичный измерению длины, времени, массы и т. д.?

Вероятно, вы сразу вспомните про «силомер» — медицинский прибор, измеряющий мускульную силу вашей руки. Возникает вопрос: есть ли такой прибор или приборы, с помощью которых можно измерять любые силы? Как он действует?

2. Для того чтобы выяснить, как можно измерять силы, вернёмся к понятию «сила».

Если на гибкую линейку (рис. 55) положить сверху груз, то она прогнётся под действием силы . Резиновый мяч изменит свою форму, если на него подействует человек с некоторой силой (рис. 56). В обоих случаях действие на тело силы приводит к изменению не скорости тела, а его формы, т. е. к его деформации. Деформация — другое следствие взаимодействия тел.

Рис. 55

Деформация тел, возникающая под действием силы, может быть разной и зависит от действующей силы. Чтобы убедиться в этом, достаточно изменить (увеличить или уменьшить) действующую на линейку или мяч силу. Деформация соответственно увеличится или уменьшится. По величине деформации судят о силе.

3. Прибор для измерения силы называют динамометром. Основной его частью является пружина, растяжение которой в результате деформации характеризует значение действующей силы.

Рассмотрим принцип действия динамометра (рис. 57). Само слово «динамометр» греческого происхождения и в переводе означает «силомер». Пружина динамометра в верхней части закреплена. В нижней части имеется специальный индикатор (стрелка), который показывает удлинение пружины под действием растягивающей её силы.

Рис. 57

Основным обязательным условием работы динамометра является упругая деформация пружины, т. е. такая деформация, которая после снятия нагрузки полностью исчезает, пружина при этом вернётся в исходное положение.

Окончание >>>