33. Âèì³ðþâàííÿ ñèë. Ïðóæèíí³ äèíàìîìåòðè

4. Ùî íàçèâàþòü êîåô³ö³ºíòîì æîðñòêîñò³? 5. Ñôîðìóëþéòå ³ çàïèø³òü çàêîí Ãóêà äëÿ ïðóæíèõ äåôîðìàö³é. 5. ³ä ÷îãî ³ ÿê çàëåæèòü êîåô³ö³ºíò æîðñòêîñò³ ò³ëà? 6. Êîëè äî ïðóæèíè æîðñòê³ñòþ 10 ïðèêð³ïèëè âàíòàæ, âîíà ðîç-

òÿãíóëàñÿ íà 5ñì. ßêà ìàñà âàíòàæó? 7. Äîâæèíà ñï³ðàëüíî¿ öèë³íäðè÷íî¿ ïðóæèíè ïåðåäíüî¿ ï³äâ³ñêè êîë³ñ àâòîìîá³ëÿ ó â³ëüíîìó ñòàí³ ñòàíîâèòü 36ñì, à ï³ä 䳺þ ñèëè 4,5 êÍ âîíà ñòèñêàºòüñÿ äî 21ñì. Çíàéòè æîðñòê³ñòü ïðóæèíè. 8. Íà ñê³ëüêè ïîäîâæèòüñÿ ðèáîëîâíà âîëîñ³íü æîðñòê³ñòþ 0,5 êÍ/ì ï³ä ÷àñ âåðòèêàëüíîãî ï³äíÿòòÿ ðèáèíè ìàñîþ 200 ã? 9. ϳä 䳺þ ñèëè 5Í ïðóæèíà âèäîâæèëàñÿ íà 5ñì. ßêèé êîåô³ö³ºíò æîðñòêîñò³ ö³º¿ ïðóæèíè? ßêèì ñòàíå âèäîâæåííÿ ïðóæèíè, ÿêùî äî íå¿ ïðèêð³ïèòè ãèðþ ìàñîþ 1êã?

êÍ ì

§33. ÂÈ̲ÐÞÂÀÍÍß ÑÈË. ÏÐÓÆÈÍͲ ÄÈÍÀÌÎÌÅÒÐÈ

Äëÿ âèì³ðþâàííÿ ñèëè, ÿê ³ áóäü-ÿêî¿ ³íøî¿ ô³çè÷íî¿ âåëè÷èíè, íåîáõ³äíî âñòàíîâèòè åòàëîí îäèíèö³ ñèëè ³ ñïîñ³á ïîð³âíÿííÿ ð³çíèõ ñèë ³ç öèì åòàëîíîì. Äèíàìîìåòð —ïðèëàä äëÿ âèì³ðþâàííÿ ñèëè, ìຠâ³äòâîðþâàòè îäèíèö³ ñèëè òà ïîêàçóâàòè ñê³ëüêîì îäèíèöÿì â³äïîâ³äຠòà ÷è ³íøà ñèëà. Îäèíèöåþ ñèëè º 1Í— òàêà ñèëà, ÿêà ä³þ÷è íà ò³ëî ìàñîþ 1êã ì ïðîòÿãîì 1 ñ, çì³íþº éîãî øâèäê³ñòü íà . Ïîð³âíþâàòè 1 ñ ñèëè çà çì³íîþ øâèäêîñò³ ò³ë äîñèòü ñêëàäíî, àäæå çì³íà øâèäêîñò³ ò³ëà çàëåæèòü ³ â³ä éîãî ìàñè. Àëå ìè çíàºìî, ùî ñèëà ñïðè÷èíÿº é äåôîðìàö³þ ò³ë. Ñèëà 1 Í ÷èñåëüíî äîð³âíþº ñèë³ òÿæ³ííÿ, ùî 䳺 íà ò³ëî ìàñîþ ïðèáëèçíî 102ã. ßêùî äî ïðóæèíè ï³äâ³ñèòè òÿãàðåöü ìàñîþ 102 ã, òî ï³ä éîãî âàãîþ ïðóæèíà ðîçòÿãíåòüñÿ ³ ñèëà ïðóæíîñò³, ÿêà âèíèêíå â ïðóæèí³, ñòàíîâèòèìå 1Í. (Ïðèãàäàéòå, âàãà òàêîãî òÿãàðöÿ P = mg = 0,102êã .) ßêùî ï³äâ³ñèòè ùå ⋅ ≈ Í 9,8 1Í êã îäèí òàêèé ñàìèé òÿãàðåöü, òî ðîçòÿã ïðóæèíè â³äïîâ³äàòèìå ñèë³ 2 Í. Òàê ìîæíà ïðîãðàäóþâàòè ïðóæèíó, òîáòî âñòàíîâèòè â³äïîâ³äí³ñòü ¿¿ ïåâíîãî âèäîâæåííÿ çíà÷åííþ ïðèêëàäåíî¿ ñèëè. Î÷åâèäíî, ùî òàêå æ âèäîâæåííÿ ïðóæèíè ñïðè÷èíÿòèìåòüñÿ íå ëèøå âàãîþ ï³äâ³øåíèõ òÿãàðö³â, à é 䳺þ ðóêè, òà

Ìàë.3.39 Ìàë.3.40

áóäü-ÿêîþ ³íøîþ ñèëîþ, ùî ìຠâ³äïîâ³äíå ÷èñëîâå çíà÷åííÿ. Íàïðèêëàä, ÿêùî, óçÿâøèñü çà ê³íö³ ïðóæèíè, âè ðîçòÿãíåòå ¿¿ òàê ñàìî, ÿê äâà ï³äâ³øåí³ òÿãàðö³, öå îçíà÷àòèìå, ùî âè ïîä³ÿëè íà íå¿ ³ç ñèëîþ 2Í. Òå, ùî ïåâíå ÷èñëîâå çíà÷åííÿ ñèëè, ïðèêëàäåíî¿ äî ïðóæèíè, â³äïîâ³äຠïåâíîìó ¿¿ âèäîâæåííþ, âèêîðèñòîâóþòü ó ïðèëàäàõ äëÿ âèì³ðþâàííÿ ñèë— ïðóæèííèõ äèíàìîìåòðàõ.

Äèíàìîìåòð, ÿê áóäü-ÿêèé âèì³ðþâàëüíèé ïðèëàä, ñêëàäàºòüñÿ ç òðüîõ îñíîâíèõ åëåìåíò³â: âèì³ðþâàëüíîãî ïðèñòðîþ, øêàëè òà ïîêàæ÷èêà. ßê ïðàâèëî, äëÿ âèãîòîâëåííÿ âèì³ðþâàëüíîãî ïðèñòðîþ äèíàìîìåòðà âèêîðèñòîâóþòü ïðóæèíè, äëÿ ÿêèõ ó ìåæàõ âèì³ðþâàííÿ ñèë ñïðàâäæóºòüñÿ çàêîí Ãóêà (|F|= k∆l). Îñê³ëüêè ñèëà ïðóæíîñò³ ïðÿìî ïðîïîðö³éíà âèäîâæåííþ, òî çà öèõ óìîâ øêàëà äèíàìîìåòðà áóäå ð³âíîì³ðíîþ. Òîìó, ùîá îäåðæàòè íà øêàë³ ìåíø³ ïîä³ëêè, íàïðèêëàä 0,1Í, äîñòàòíüî ïîä³ëêè, ÿê³ â³äïîâ³äàþòü 1Í, ïîä³ëèòè íà 10 ÷àñòèí.

Çàëåæíî â³ä ïðèçíà÷åííÿ äèíàìîìåòðè ìîæóòü ðîçð³çíÿòèñÿ êîíñòðóêòèâíèìè îñîáëèâîñòÿìè òà çîâí³øí³ì âèãëÿäîì. Çîáðàæåíèé íà ìàë.3.39 øê³ëüíèé äèíàìîìåòð ðîçðàõîâàíèé íà âèì³ðþâàííÿ ñèë äî 4Í. Ö³íà ïîä³ëêè éîãî øêàëè— 0,1Í. Äëÿ âèì³ðþâàííÿ âåëèêèõ ñèë âèêîðèñòîâóþòü ñïåö³àëüí³ äèíàìîìåòðè (ìàë.3.40), ÿêèìè ìîæíà âèì³ðþâàòè ñèëè ïîðÿäêó äåñÿòê³â òèñÿ÷ íüþòîí.