Единицы силы. Динамометр

Введение

Силу мы встречаем каждый день — толкаем дверь, поднимаем сумку, тянем верёвку.
Чтобы измерять силу, нужны специальные единицы и приборы.
В физике сила — это векторная величина, характеризующая воздействие одного тела на другое.
Одним из самых известных приборов для измерения силы является динамометр.

---

1. Что такое сила

Сила — это физическая величина, которая показывает влияние одного тела на другое, способное изменить его скорость или форму.

Основные характеристики силы:

• Величина — насколько сильна сила; измеряется в ньютонах (Н).

• Направление — куда действует сила.

• Точка приложения — место, где сила прикладывается.

Сила может изменять скорость тела, деформировать его и оказывать давление на опору.

---

2. Единицы измерения силы

СИ: ньютоны (Н).

Определение 1 Н:
Сила 1 Н придаёт телу массой 1 кг ускорение 1 м/с².

Наравне с ньютоном, используются кратные и дольные единицы силы:

• Килоньютон (кН): 1 кН = 1000 Н

• Меганьютон (МН): 1 МН = 1 000 000 Н

• Миллиньютон (мН): 1 мН = 0,001 Н

• Микроньютон (мкН): 1 мкН = 0,000001 Н

Примеры сил в жизни:

• Толчок двери — 5–10 Н

• Подъём рюкзака 10 кг — вес около 100 Н

• Сила натяжения пружины — зависит от жёсткости пружины и деформации

Иногда используют граммы-силу (гс), но это устаревшая единица. В современной физике главная единица — ньютон.

---

3. Динамометр

Динамометр — прибор для измерения силы.

Принцип работы:

• Внутри динамометра есть пружина, которая растягивается или сжимается под действием силы.

• Сила прямо пропорциональна удлинению пружины (закон Гука для малых деформаций).

• На шкале динамометра указывают силу в ньютонах.

Виды динамометров:

1. Пружинный динамометр — самая распространённая модель, используется в школах.

2. Электронный динамометр — более точный, измеряет силу с помощью датчиков и отображает на экране.

Примеры использования:

• Определение веса предмета (масса × g).

• Измерение силы натяжения в верёвках, пружинах и канатах.

• Лабораторные эксперименты по механике.

---

4. Как пользоваться динамометром

1. Подготовка: подвесьте или приложите предмет к крючку динамометра.

2. Снятие показаний: зафиксируйте отметку на шкале, соответствующую растяжению пружины.

3. Запись силы: значение шкалы указывает силу в ньютонах.

4. Пример: если динамометр показывает 50 Н, значит на тело действует сила 50 Н.

Важно: динамометр нужно держать вертикально, чтобы показания были точными.

---

5. Примеры расчётов с динамометром

Задача 1:
Подвесили мяч массой 2 кг на динамометр. Какая сила показывает прибор?

Ответ: динамометр показывает ≈20 Н.

---

Задача 2:
Верёвка натянута, динамометр показывает 150 Н. Определите массу тела, которое тянет эта сила.

Ответ: масса ≈ 15,3 кг.

---

6. Практическое применение силы и динамометра

• Школа: эксперименты по механике, измерение силы тяжести и упругости.

• Строительство: определение нагрузки на канаты, балки и пружины.

• Производство и транспорт: контроль силы натяжения ремней, тросов и пружин.

• Спорт: измерение силы натяжения лука или тренажёров.

Динамометр — простой и наглядный прибор, который помогает увидеть силу в действии.

---

7. Важные замечания

• Сила — векторная величина: измеряемая величина и направление важны.

• Шкала динамометра показывает только величину силы, направление нужно учитывать отдельно.

• Для точных измерений важно избегать перегрузки прибора: пружина может деформироваться.

---

8. Заключение

Сила и её единицы — фундаментальная часть физики.
Динамометр позволяет измерять силу, наглядно демонстрируя, как тело воздействует на предметы и опоры.
Знание единиц силы, принципа работы динамометра и способов измерения силы помогает решать задачи, проводить эксперименты и понимать повседневные явления.

---

9. Вопросы для самопроверки

1. Что такое сила и как она характеризуется?

2. В каких единицах измеряют силу в системе СИ?

3. Какие кратные и дольные единицы силы вы знаете?

4. Что показывает динамометр?

5. Какую величину измеряет динамометр — массу или силу?

6. Напишите формулу для расчёта веса тела через массу и g.

7. Как работает пружинный динамометр?

8. Почему сила — векторная величина?

9. Как определить массу тела по показаниям динамометра?

10. Приведите примеры использования динамометра в быту и технике.