fizika fb
 

Merjenje sil z vzmetno tehtnico za osnovno šolo



Friderika Lavrič, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije fizike v naslednjih krajih: Ljubljana.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Jaka in Domen hodita na fitnes. Ročne mišice si krepita z raztegovanjem vzmeti.




Med raztegovanjem se spremeni oblika vzmeti. Vzmet se podaljša. Vemo, da sila povzroči spremembo oblike telesa. Jaka in Domen torej delujeta na vzmet s silo.


Jaka raztegne vzmet dvakrat manj kot Domen. Sklepamo, da na vzmet deluje z manjšo silo. Če silo nekoliko poveča, se bo vzmet dodatno raztegnila.


Po fitnesu gresta v park. Da se pretegneta, se z rokami obesita na vejo drevesa.




Njuna teža, s katero delujeta na vejo, povzroči, da se veja upogne. Opazita, da se pri Domnu veja upogne bolj, kot pri Jaku. Sklepata, da je Domen težji od Jaka.


V obeh zgornjih primerih deluje sila na neko telo, ki pod njenim vplivom spremeni obliko. Pravimo, da se telo deformira - raztegne ali upogne. Iz velikosti deformacije smo sklepali, katera sila je bila večja.


Spremembo oblike telesa lahko torej izkoristimo za merjenje sile. Čim večja je sila, večja je sprememba oblike telesa. Pri merjenju sile pa želimo, da se telo po prenehanju delovanja sile vrne v prvotno obliko. Deformacija mora biti prožna. To lastnost ima npr. jeklena vzmet, zvita v vijačnico.


V tem gradivu bomo spoznali napravo za merjenje sile s pomočjo vzmeti. Pravimo ji vzmetna tehtnica ali dinamometer. Zakon, ki opisuje zvezo med silo in raztezkom vzmeti, pa je Hookov zakon.


Hookov zakon



Če s silo delujemo na vzmet, se ta raztegne. Za koliko pa se raztegne vzmet? Hookov zakon pravi, da je raztezek vzmeti:


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Sila in raztezek sta premo sorazmerna. To velja samo do določenega raztezka. Če je sila, ki deluje na vzmet prevelika, raztezek ne sledi več sili v premem sorazmerju. Lahko pride do tudi do plastične deformacije. V tem primeru se vzmet po prenehanju delovanja sile ne bo več vrnila v prvotno obliko. Ostala bo trajno raztegnjena.


Hookov zakon pravi, da sta sila in raztezek vzmeti premo sorazmerna. Zakon velja samo do neke meje. Pravimo ji meja preme sorazmernosti ali meja plastičnosti. Če še večamo silo na vzmet, se vzmet po prenehanju delovanja sile ne bo več skrčila na prvotno dolžino.



Vzmetna tehtnica



Za merjenje sile uporabljamo napravo, ki se imenuje vzmetna tehtnica ali dinamometer:


Vzmetna tehtnica ali dinamometer.



Vzmetna tehtnica je sestavljena iz prozorne cevi, v kateri sta pritrjena:

  • vzmet,

  • merilo raztezka.


Ker sta sila in raztezek premosorazmerna, merilo dinamometra namesto razdalje kaže silo. Zareze na merilu so zato izpisane v newtonih.


Običajno imajo vzmetne tehtnice v sredini vzmeti vrvico, ki preprečuje prevelik raztezek in s tem možnost uničenja vzmeti.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Vzmetne tehtnice uporabljajo različno trde vzmeti. Čim trša je vzmet, večje sile lahko merimo.




glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana