Svarstyklės (prietaisas). Masės matavimo priemonės Kokiu prietaisu fizikoje matuojama kūno masė?
Norint teisingai atsakyti į užduotyje pateiktą klausimą, būtina juos atskirti vienas nuo kito.
Kūno svoris yra fizinė charakteristika, kuri nepriklauso nuo jokių veiksnių. Jis išlieka pastovus bet kurioje Visatoje. Jo matavimo vienetas yra kilogramas. Fizinė esmė konceptualiu lygmeniu slypi kūno gebėjime greitai keisti greitį, pavyzdžiui, sulėtinti greitį iki visiško sustojimo.
Kūno svoris apibūdina jėgą, kuria jis spaudžia paviršių. Be to, kaip ir bet kuri jėga, ji priklauso nuo kūnui suteikiamo pagreičio. Mūsų planetoje visus kūnus veikia vienodas pagreitis (gravitacinis pagreitis; 9,8 m/s2). Atitinkamai kitoje planetoje kūno svoris pasikeis.
Gravitacija yra jėga, kuria planeta traukia kūną; ji skaitine prasme yra lygi kūno svoriui.
Prietaisai svoriui ir kūno masei matuoti
Masės matavimo priemonė yra gerai žinoma skalė. Pirmojo tipo svarstyklės buvo mechaninės, kurios plačiai naudojamos ir šiandien. Vėliau prie jų prisijungė elektroninės svarstyklės, kurios turi labai didelį matavimo tikslumą.
Norėdami išmatuoti kūno svorį, turite naudoti prietaisą, vadinamą dinamometru. Jo pavadinimas verčiamas kaip jėgos matuoklis, kuris atitinka ankstesniame skyriuje apibrėžto kūno svorio termino reikšmę. Kaip ir svarstyklės, jos būna mechaninių (svirties, spyruoklių) ir elektroninės. Svoris matuojamas niutonais.
„Elektros prietaisai“ – lempų lizdai ir kt. Maišytuvas. Šiluminis. Elektros inžinerija. Tikslai ir siekiai. Grandinės pertraukikliai. Buitiniai elektros prietaisai. Edukacinė tema: Buitiniai elektros prietaisai. Kintamoji srovė. Nuolatinė srovė. Elektros instaliacijos įrenginiai. Laidai. Elektros laidų tipai. Prietaisai. Elektros prietaisų sąrašas yra labai ilgas.
„Svoris ir masė“ – eksperimento eiga. SVORIS ir BESVARĖS NUOSTATOS. Moksliniai duomenys ir stebėjimai. Projekto apžvalga. Galite priartėti prie nesvarumo, jei judėsite tam tikru greičiu išgaubta trajektorija. Kas ir kada pirmą kartą pradėjo tirti kūnų kritimą ore? Leidyklos „Reader's Digest“ išleista knyga „Neišspręstos žmonijos paslaptys“.
„Kuprinės svoris“ – Rekomendacijos mokiniams: Pasverkite mūsų klasės mokinių kuprines be mokyklinių prekių. Atlikite pratimus, kad sustiprintumėte liemens raumenis. Tyrimo objektas: moksleivių laikysena. Projektas – tyrimas. Palaikysiu sveikatą, padėsiu sau. Mūsų kuprinės. Tyrimo rezultatai: „Kas yra mūsų kuprinėse?
„Didinamieji įrenginiai“ – lęšiai. Rankinis padidinamasis stiklas padidina nuo 2 iki 20 kartų. Gaminys parodys didinimą, kurį šiuo metu suteikia mikroskopas. Trikojis. Istorinė nuoroda. Biologija yra mokslas apie gyvybę, gyvus organizmus, gyvenančius žemėje. Vamzdis. Biologija yra gyvybės mokslas. Laboratorinis darbas Nr.1. 4. Padėkite gatavą preparatą ant scenos priešais joje esančią skylę.
„Svoris ir oro slėgis“ – kas yra atmosfera? Kaip galima sverti dujas? Kas sukelia atmosferos slėgį? Ar atmosfera turi svorio? Atmosferos slėgio matavimas. Atsakykime į klausimus: ar atmosfera gali „slėgti“? Kas sukelia dujų slėgį? Kodėl vanduo pakyla po stūmoklio? Koks yra atmosferos slėgio matavimo prietaiso pavadinimas?
„Matavimo prietaisai“ – termometras yra stiklinis vamzdelis, sandarus iš abiejų pusių. Slėgio matuoklis. Dinamometras. Medicininis dinamometras. Matuoti reiškia lyginti vieną kiekį su kitu. Kiekvienas įrenginys turi skalę (padalą). Aneroidinis barometras. Barometras. Termometras. Prietaisai labai palengvina žmogaus gyvenimą. Jėgos matuoklis. Dinamometrų tipai.
Bendra informacija
Šiuolaikinės svarstyklės yra sudėtingas mechanizmas, kuris, be svėrimo, gali užtikrinti svėrimo rezultatų registravimą, signalizavimą esant masiniam nukrypimui nuo nurodytų technologinių standartų ir kitas operacijas.
1.1. Laboratorinės lygiarankės svarstyklės(4.1 pav.) susideda iš svirties 1, pritvirtintos naudojant atraminę prizmę 2 ant svarstyklių pagrindo flanšo 3. Svirties svirtis turi dvi apkrovą priimančias prizmes 5, 11, per kurias, naudojant pagalvėles 4 ir 12, pakabos 6 ir 10 yra sujungtos su svirties svirtimi 1. Optinio skaitymo įrenginio skalė 8 yra standžiai pritvirtinta prie svirties. Matuojant masę, ant vienos svarstyklių lėkštės montuojamas pasvertas krovinys 9, kurio masė m, o antroje – balansuojantys svareliai 7, kurių masė m g. Jei m > m g, tai balanso sija atkreipiama kampu. φ (4.2 pav.).
Svarstyklių VLR-20 (4.3 pav.) maksimali svėrimo riba yra 20 g, o dalijimo įrenginio padalijimo vertė – 0,005 mg.
Ant 6 svarstyklių pagrindo sumontuotas tuščiaviduris stovas 9; prie stelažo viršutinės dalies pritvirtintas laikiklis su izoliacinėmis svirtimis 11 ir atraminiu padu 15. Ant pagrindo 6 sumontuotas apšvietimas 5, kondensatorius 4 ir optinio skaitymo įrenginio lęšis 3. Atraminė prizmė 17, balneliai su apkrovą priimančiomis prizmėmis 13 ir rodyklė 1 su mikroskale 2 yra pritvirtinti prie vienodos svirties svirties 16.
Svirties svirties judančios sistemos pusiausvyros padėtis sureguliuojama naudojant kalibravimo veržles 19 svirties galuose. Reguliuojant svirties svorio centro padėtį vertikaliai perkeliant reguliavimo veržles 18, esančias svirties viduryje, galima nustatyti nurodytą svorio padalijimo kainą. Apkrovą priimančios prizmės 13 palaiko auskarų 12 pagalvėles 14, ant kurių pakabinti pakabukai su apkrovą priimančiais kaušeliais 7.
Svarstyklės turi dvi oro sklendes 10. Viršutinė amortizatoriaus dalis pakabinama ant auskaro, o apatinė – ant lentos 8 svarstyklių viršuje.
Svorio taikymo mechanizmas 20, esantis ant lentos 8, leidžia ant dešinės pakabos pakabinti 10 svorio svarmenis; 20; 30 ir 30 mg, užtikrinantis balansavimą su integruotais svoriais nuo 10 iki 90 mg. Pritaikytų svorių masė skaičiuojama skaitmeniniame ciferblate, prijungtame prie svorio taikymo mechanizmo.
Optinis skaitymo įrenginys naudojamas mastelio vaizdui projektuoti į ekraną naudojant apšvietimą, kondensatorių, lęšį ir veidrodžių sistemą ir leidžia išmatuoti masės pokytį nuo 0 iki 10 mg. Skalėje yra 100 skaitymo padalų, kurių padalos reikšmė yra 0,1 mg. Optinio skaitymo įrenginio dalijimo mechanizmas leidžia vieną skalės padalijimą padalyti į 20 dalių ir, padidinus rodmens skiriamąją gebą, suteikia matavimo rezultatą su 0,005 mg skiriamąja geba.
1.2. Laboratorinis dvigubos prizmės svarstyklės(4.5 pav.) susideda iš asimetriškos svirties 1, sumontuotos atraminės prizmės 2 pagalba ant svarstyklių pagrindo pagalvėlės 5. Pakaba 9 su apkrovą priimančia taurele yra sujungta su viena svirties svirtimi per apkrovą priimančią prizmę 6 ir pagalvėlę 11. Prie tos pačios pakabos pritvirtintas bėgis 10, ant kurio pakabinami įmontuoti svareliai 7, kurių bendra masė T 0 . Prie kitos svirties svirties pritvirtintas atsvaras 4, balansuojantis svirties svirtį. Optinio skaitymo įrenginio mikroskalė 3 yra tvirtai pritvirtinta prie svirties 1. Matuojant masę, sveriamas svoris 8, kurio masė yra T 1, o iš stovo, naudojant svorio mechanizmą, dalis svarmenų 7, kurių masė yra T T.
Jeigu T 1 > T g, tada balansinis spindulys nukrypsta kampu φ (4.6 pav.). Šiuo atveju gravitacinis stabilumo momentas bus
Kur T P, T ir tt T k - pakabos, atsvara, svirties masė; T apie ir T 1 - visų įmontuotų svorių ir apkrovos masė; T g - pašalintų svarelių masė; A 1 - atstumas nuo svirties sukimosi ašies iki apkrovą priimančios prizmės sąlyčio su pakabos pagalve taškų; A 2 - atstumas nuo svirties sukimosi ašies iki atsvaro svorio centro; A k yra atstumas nuo svirties sukimosi ašies iki jos svorio centro, α 1, α 2 yra kampai, priklausantys nuo svirties prizmių linijų įrengimo; g = 9,81 m/s2.
Kompensuojantis momentas
Klaida δ y, priklausomai nuo gravitacinio stabilumo momento ir nuokrypio kampo φ, nustatoma pagal formulę:
(4.3)
Klaida δ į, priklausomai nuo kompensacinio momento, bus
(4.4)
Svarstyklės VLDP-100 (4.4 pav.) su didžiausia svėrimo riba 100 g, su vardinėmis svarstyklėmis ir įtaisytomis svarmenimis pilnai apkrovai. Svarstyklės turi išankstinį svėrimo įtaisą, kuris leidžia padidinti masės matavimo greitį ir supaprastinti svėrimo operacijas, susijusias su svorių, kurie subalansuoja judančių svarstyklių sistemą, parinkimu.
Ant trumposios svirties svirties 1 yra balnas su apkrovą priimančia prizme 9, o ant ilgosios svirties – atsvara, oro slopinimo diskas ir optinio įrenginio mikroskalė 4. Svėrimo metu ant svirties svirties apkrovą priimančios prizmės 9 su pagalvėlėmis 10 remiasi auskaras 11, prie kurio tvirtinama pakaba 7 su apkrovą priimančia taurele 6.
Svarstyklės turi svėrimo mechanizmą 8, kuris skirtas nuimti nuo pakabos ir ant jo uždėti tris dešimtmečius įmontuotus svarelius, sveriančius 0,1-0,9; 1-9 ir 10-90
Išankstinio svėrimo mechanizmas turi horizontalią svirtį 3, kurios laisvas galas remiasi į svirties svirtį. Antrasis svirties galas yra standžiai pritvirtintas prie sukimo spyruoklės, kurios sukimosi ašis yra lygiagreti svirties svirties sukimosi ašiai.
  Ryžiai. 4.1. Lygiai ginkluotos svarstyklės |  Ryžiai. 4.2. Jėgų veikimo lygiarankiais masteliais schema |
|
 Ryžiai. 4.3. Laboratorinės lygiarankės svarstyklės VLR-20 |   Ryžiai. 4.4. Laboratorinės svarstyklės VLDP-100 |
|
 Ryžiai. 4.5. Dvigubos prizmės svarstyklės |  Ryžiai. 4.6. Jėgų veikimo dviejų prizmių balansuose schema |
|
Izoliacinis mechanizmas 5 turi tris fiksuotas padėtis: IP – pradinė padėtis, PV – preliminarus svėrimas, TV – tikslus svėrimas.
Pradinėje padėtyje svirtis 1 ir pakaba 7 yra ant izoliacinio mechanizmo 5 atramų. Išankstinio svėrimo mechanizmo svirtis yra apatinėje padėtyje, ant pakabos pakabinti įmontuoti svareliai.
Sveriant ant puodelio padėtą krovinį, izoliacinis mechanizmas pirmiausia pastatomas į PV padėtį. Šiuo atveju svirtis 3 remiasi į svirties svirtį, nuo pakabos nuimami įmontuoti svareliai, o pakaba nuleidžiama ant svirties svirties apkrovą priimančios prizmės. Po to svirties svirtis nuleidžiama ant pagalvėlės atramine prizme 2, nukreipiama tam tikru kampu, kuriuo priešpriešinis momentas, kurį sukuria išankstinio svėrimo mechanizmo sukimo spyruoklė, subalansuoja momentą, proporcingą skirtumui. T k = T 0 - T 1 kur T 0 - įmontuotų svarmenų masė; T 1 – sveriamo kūno masė.
Naudojant optinio skaitymo įrenginio skalę ir dalijimo įtaiso ciferblatą, suskaičiuojama preliminari išmatuotos masės vertė, kuri nustatoma svėrimo mechanizmo skaitikliuose.
Perkeldami izoliacinį mechanizmą į televizoriaus padėtį, pirmiausia izoliuokite svirties svirtį ir pakabą, o po to - svarmenis, kurių masė T d. Svirtis 3 nuleidžiama iki galo, atleidžiant svirties svirtį, pakaba per apkrovą priimančią prizmę ir pagalvėlę sujungiama su svirtimi, o svirtis sėdi ant pagalvėlės su atramine prizme ir atliekamas tikslus svėrimas. atlikta.
Išmatuotos masės vertę skaičiuoja svėrimo mechanizmo skaitiklis, svarstyklės ir dalijimo įtaiso ciferblatas.
1.3. Kvadrantinės svarstyklės yra paprasti, patikimi ir pasižymi dideliu tikslumu. Skirtingai nuo kitų laboratorinių svarstyklių, kvadrantinių svarstyklių svorio priėmimo puodelis yra viršutinėje dalyje, o tai labai palengvina naudojimą. Kvadrantinės svarstyklės naudojamos gamybos linijose, centralizuotose valdymo sistemose ir valdymo sistemose, susijusiose su masės matavimu.
Kvadrantinės svarstyklės (4.7 pav.) susideda iš asimetrinės svirties 1 (kvadranto), sumontuotos naudojant atraminę prizmę 2 ant kampinio padėklo 3, pritvirtintos prie svarstyklių pagrindo. Pakaba 6, naudojant kampines trinkeles 8, yra sumontuota ant apkrovą priimančios prizmės 7, sumontuota ant svirties svirties 1. Kvadranto svarstyklėse esanti apkrovą priimanti taurė 9 pritvirtinta prie viršutinės pakabos 6 dalies. pakaba nuo apvirtimo, kai ant puodelio 9 uždedamas krovinys, apatinė pakabos dalis per lankstų jungtis pritvirtinama prie svarstyklių pagrindo naudojant svirtį 5, vadinamą styga. Optinio skaitymo įrenginio mikroskalė 4 yra standžiai pritvirtinta prie kvadranto. Prie pakabos pritvirtintas bėgelis, ant kurio yra įmontuoti svareliai.
Kampinių pagalvėlių ir vyrių jungčių panaudojimas apatinėje pakabos dalyje kvadranto skalėse leido kelis kartus padidinti kvadranto darbinį įlinkio kampą φ, lyginant su įlinkio kampu vienodų ar dviejų prizmių skalėse. Pavyzdžiui, kvadrantinėse skalėse, kai pakabą veikia didžiausia apkrova, įlinkio kampas yra 12°, o vienodų ir dvigubų prizmių skalėse mažesnis nei 3°. Esant dideliam nuokrypio kampui, natūraliai masės matavimo diapazonas ant svarstyklių taip pat bus didesnis, o tai leidžia sumažinti svarstyklėse naudojamų įmontuotų svarelių skaičių. Tačiau vyriai su virvele yra papildomų klaidų šaltinis, mažinantis svėrimo tikslumą. Todėl gaminamos kvadrantinės svarstyklės paprastai turi 4 tikslumo klasę.
Laboratorinės kvadrantinės svarstyklės modelio VLKT-5 (4.8 pav.) priklauso 4 tikslumo klasei ir yra skirtos masei iki 5 kg matuoti. Svarstyklių matavimo sistemą sudaro svirtis 3, pakabos laikiklis 2 su apkrovą priimančiu puodeliu 1 ir "styga" b. Prizminė "styga" yra viena iš šarnyrinio lygiagretainio kraštinių. Svirties "styga" ir plieninės prizmės remiasi į kampines savaime išsilyginančias pagalvėles. Judančios sistemos virpesiams nuraminti svarstyklės turi magnetinį slopintuvą 5. Svarstyklėse taip pat yra mechanizmas, kompensuojantis svyravimo lygio svyravimus. darbo vieta, konteinerio masės kompensavimo įtaisas ir svėrimo mechanizmas.Sveriant nuo svorį priimančios pakabos nuimamos specialios svėrimo mechanizmo rankenomis varomos rankenos arba įmontuoti svareliai 7, sveriantys 1, 1 ir 2 kg. ant jo dedami. Nuimtų svarelių masės vertės skaičiuojamos iš suskaitmeninto būgno, susieto su svėrimo mechanizmu. Optiniame skaitymo įtaise yra foninio apšvietimo lempa, kondensatorius, objektyvas ir mikroskalė 4, sumontuota ant svirties svirties Mikroskalės vaizdas, padidintas naudojant optinę sistemą, perduodamas į matinį ekrano 8 stiklą, kuriame nurodoma masės reikšmė, kuri nustatoma svirties svirties nukrypus nuo pradinės padėties.
Cilindrinė spiralinė spyruoklė 9, viename gale pritvirtinta prie pakabos, yra dalijimo mechanizmo matavimo elementas. Antrasis šios spyruoklės galas, pavara sujungtas su skaitmeniniu mechaninio skaitiklio būgneliu, gali judėti vertikaliai, kai pasukama dalijimo mechanizmo skaitiklio rankena. Kai mechaninio skaitiklio būgnas sukasi visu pajėgumu, lygiu 100 padalų, spyruoklė įsitempia, perduodama svirties jėgai, lygiavertei jėgai, kuri susidaro pakeitus apkrovos masę 10 g, ir gaunamas matavimo rezultatas. naudojant dalijimo mechanizmą skaičiuojamas ant mechaninio skaitiklio suskaitmeninto būgno, kurio diskretiškumas 0 ,1 g.. Ant svirties sumontuota mikroskalė turi 100 padalų, kurių padalijimo reikšmė 10 g.Todėl optinio skaitymo įrenginio matavimo diapazonas o dalijimo mechanizmas, kurio skiriamoji geba yra 0,1 g, yra 1000 g.
Panašiai suprojektuotos ir kvadratinės svarstyklės modelio VLKT-500 (4.9 pav.), skirtos masei iki 500 g (matavimo paklaida ±0,02 g) matuoti.
Prieš matuojant kūno svorį 1 lygyje, svarstyklės sumontuojamos horizontalioje padėtyje, naudojant reguliuojamas atramas 4. Norint pradėti svarstykles, reikia prijungti maitinimo laidą 5 prie elektros tinklo ir įjungti jungiklį 2. Naudodami rankena 7, skaitmeninį mechaninio skaitiklio būgną nustatykite į padėtį „00“ ir naudokite rankračius 3 („stambioji“) ir 6 („smulki“) taros svorio kompensavimo įtaisus, kad nulinės skalės padalijimas būtų simetriškas. Šiuo atveju svėrimo mechanizmo rankena 9 yra tokioje padėtyje, kad būtų galima matuoti 1-100 g. Tiriamas korpusas dedamas ant apkrovą priimančios taurės 10, o rankena 7 apjungia svarstyklių padalijimą su rodmenimis. žymės ekrane 8.
Torsioninės svarstyklės WT-250 (4.10 pav.) skirtos iki 250 g sveriantiems kūnams sverti ir turi ±0,005 g matavimo paklaidą Svarstyklių korpusas remiasi į tris atramas, iš kurių dvi yra reguliuojamos ir skirtos sumontuokite svarstykles horizontalioje padėtyje 2 lygyje.
Svarstyklių korpusas turi stiklinį ekraną 4, pro kurį matosi matavimo mechanizmo ciferblatas. Prieš svėrimą pasukite užraktą 9, kad atrakintumėte pakabą, o taros svorio kompensavimo įtaiso smagračiu 10 nustatykite rodyklę 5 į nulinę padėtį. Išmatuotas korpusas 7 uždedamas ant pakabos 6 ir uždaromas apsauginis gaubtas 8. Sukant judamojo ciferblato smagratį 3, rodyklė 5 grąžinama į nulinę padėtį. Šiuo atveju kūno svorio dydis nustatomas pagal rodyklę ant matavimo mechanizmo ciferblato.
1.4. Elektroninės skaitmeninės svarstyklės. Svarbus svarstyklių privalumas yra tai, kad atliekant operacijas nereikia įmontuotų ar virš galvos esančių svarmenų. Todėl serijinės svarstyklių gamybos ir eksploatacijos metu žymiai sutaupoma metalo ir sumažinamas valstybinės patikros svarelių skaičius.
4 tikslumo klasės elektroninės skaitmeninės svarstyklės, modelis VBE-1 kg (4.11 pav., a), remiantis aukščiau aptartu veikimo principu. Šios svarstyklės turi svėrimo įtaisą, pritvirtintą prie pagrindo 2, ir elektrinę dalį, susidedančią iš penkių spausdintinių plokščių 3, 13, 14 su jungtimis ir tvirtinimo kronšteinais, transformatorių 15, jutiklį 4, kuris linijinius judesius paverčia elektriniu signalu.
Svėrimo įtaisas turi stovą, ant kurio sumontuotas kronšteinas 12 ir magnetinė sistema 16 su darbine rite 5. Kilnojamųjų svarstyklių sistema susideda iš dviejų rėmų 6, laikiklio 7 ir šešių spyruoklių 8, iš kurių dvi yra tarpinės jungtys. elastinga-lanksti jungtis tarp rėmų ir laikiklio. Darbinė ritė pritvirtinta prie įdėklo 9, kuris yra standžiai sujungtas su kronšteinu 7. Judanti svėrimo sistema pritvirtinama per spyruokles 8, kad magnetinės sistemos darbiniame tarpelyje esanti ritė galėtų judėti tik vertikalia kryptimi. Viršutinėje kronšteino 7 dalyje yra stovas 10, ant kurio sumontuotas apkrovą priimantis puodelis 11.
Elektrinė svarstyklių dalis pagaminta ant spausdintinių plokščių, esančių svarstyklių korpuse. Šilumą generuojantys elektriniai elementai yra svarstyklių gale ir yra atskirti nuo svėrimo įrenginio šilumos skydu.
Svarstyklės turi elektroninį įtaisą, kuris kompensuoja talpos sukuriamą jėgą. Uždėjus indą ant apkrovos priėmimo puodelio, skaitmeniniame skaitymo įrenginyje pasirodo jo masės reikšmė, o paspaudus mygtuką „Tara“ ši reikšmė perkeliama į saugojimo įrenginį, o skaitmeniniame skaitymo įrenginyje nustatomi nuliai. ir svarstyklės paruoštos matuoti krovinio masę. Į svarstykles įtrauktas taros kompensavimo įrenginys kompensuoja iki 1000 g sveriančius krovinius.
Elektroninės skaitmeninės 4 klasės VLE-1 kg svarstyklės su patobulintomis techninėmis charakteristikomis (4.11 pav., b). Šios svarstyklės gali būti plačiai naudojamos uždaruose agropramoninių kompleksų technologiniuose procesuose. Jie turi išvestį skaitmeninių spausdinimo įrenginių ir kompiuterių prijungimui, pusiau automatinį kalibravimą ir taros svorio kompensavimą visame svėrimo diapazone. Terminalas leidžia automatiškai rūšiuoti prekes pagal svorį ir skaičiuoti prekių skaičių pagal nurodytą vienos prekės masės vertę.
3. Darbo tvarka: skaityti 1 punktą; naudojant formules (4.1)-(4.4) pagal pradines sąlygas (4.1 lentelė) dviejų prizmių skalėms nustatyti: stabilumo momentą M y, kompensacinį momentą M k, taip pat paklaidas δ y ir δ k, surašyti ataskaitą.
  Ryžiai. 4.7. Laboratorinės kvadrantinės svarstyklės |  Ryžiai. 4.8. Kvadrantinių skalių schema VLKT-5 |
  Ryžiai. 4.9. Bendras svarstyklių VLKT-500 vaizdas |
|
A 
b 4.1 lentelė. Pradiniai duomenys darbui atlikti
| Variantas Nr. | T P , G | T ir tt , G | TĮ , G | T O , G | A k, m | A 1m | A 2, m | α 1 = α 2 ,º | φ,º |
| 0,15 | 0,08 | 0,16 | 1,0 | ||||||
| 0,26 | 0,11 | 0,22 | 0,9 | 2,9 | |||||
| 0,32 | 0,17 | 0,32 | 0,8 | 2,8 | |||||
| 0,18 | 0,15 | 0,30 | 0,7 | 2,7 | |||||
| 0,20 | 0,12 | 0,22 | 0,6 | 2,6 | |||||
| 0,16 | 0,09 | 0,17 | 0,5 | 2,5 | |||||
| 0,27 | 0,12 | 0,24 | 1,5 | 2,9 | |||||
| 0,33 | 0,18 | 0,34 | 1,4 | 2,8 | |||||
| 0,19 | 0,16 | 0,31 | 1,3 | 2,7 | |||||
| 0,23 | 0,14 | 0,24 | 1,2 | 2,6 | |||||
| 0,17 | 0,07 | 0,15 | 1,1 | 2,5 | |||||
| 0,28 | 0,13 | 0,27 | 1,0 | 2,4 | |||||
| 0,34 | 0,19 | 0,36 | 2,0 | 3,2 | |||||
| 0,20 | 0,17 | 0,34 | 1,8 | 3,1 | |||||
| 0,21 | 0,15 | 0,25 | 1,7 | 3,0 | |||||
| 0,29 | 0,14 | 0,28 | 1,6 | 2,9 | |||||
| 0,35 | 0,20 | 0,37 | 1,5 | 2,8 | |||||
| 0,21 | 0,18 | 0,36 | 1,4 | 2,7 | |||||
| 0,24 | 0,13 | 0,26 | 1,3 | 2,6 | |||||
| 0,19 | 0,07 | 0,16 | 1,2 | 2,5 | |||||
| 0,30 | 0,15 | 0,29 | 1,1 | 2,4 | |||||
| 0,36 | 0,21 | 0,39 | 1,0 | 2,3 | |||||
| 0,22 | 0,19 | 0,38 | 0,9 | 2,2 | |||||
| 0,21 | 0,11 | 0,23 | 0,8 | 2,1 | |||||
| 0,14 | 0,09 | 0,18 | 0,7 | 2,0 | |||||
| 0,31 | 0,16 | 0,30 | 0,6 | 3,0 | |||||
| 0,37 | 0,22 | 0,41 | 0,5 | 2,9 | |||||
| 0,23 | 0,20 | 0,43 | 1,5 | 2,8 | |||||
| 0,25 | 0,10 | 0,20 | 1,4 | 2,7 | |||||
| 0,18 | 0,06 | 0,14 | 1,3 | 2,6 |
- aprašyti prietaisų paskirtį, dizainą ir nubraižyti jų schemas (4.1 pav.).
Atlikti skaičiavimus, kad nustatytų M y, M k, δ y ir δ k;
Pateikite atsakymus į saugumo klausimus.
Kontroliniai klausimai
1. Kaip reguliuojama judančios sistemos pusiausvyros padėtis ant svirties VLR-20 svarstyklėse?
2. Ant kurios svirties svirties svarstyklėse VLDP-100 sumontuotas balnas su apkrovą priimančia prizme?
3. Kuo skiriasi kvadratinių ir dviejų prizmių svarstyklės?
4. Kaip suprojektuotos VLKT-5 modelio kvadratinės svarstyklės?
5. Kaip vyksta svėrimas ant svarstyklių VLKT-500?
6. Kaip veikia elektroninės svarstyklės VBE-1 modelis?
Laboratorinis ir praktinis darbas Nr.5
Svarstyklės (įrenginys) Svarstyklės,įtaisas kūnų masei pagal juos veikiančią gravitacijos jėgą nustatyti. V. kartais dar vadinamas ir kitų fizikinių dydžių matavimo prietaisais, kurie tam tikslui paverčiami galia arba jėgos momentu. Tokie įrenginiai apima, pvz. dabartinės svarstyklės Ir Pakabinamos svarstyklės. Veiksmų seka nustatant kūnų masę rytuose aptarta str. Svėrimas.
V. yra vienas seniausių prietaisų. Jos atsirado ir tobulėjo vystantis prekybai, gamybai ir mokslui. Paprasčiausias V. lygios rankos rokeris su pakabinamomis taurelėmis ( ryžių. 1) buvo plačiai naudojami mainų prekyboje Senovės Babilone (2,5 tūkst. m. pr. Kr.) ir Egipte (2 tūkst. m. pr. Kr.). Kiek vėliau atsirado nevienodo peties V. su kilnojamu svoriu (žr. Plieninė gamykla). Jau IV a. pr. Kr e. Aristotelis pateikė teoriją apie tokį V. (taisyklė jėgos akimirkos). XII amžiuje Arabų mokslininkas al-Khazini aprašė puodelius su puodeliais, kurių paklaida neviršija 0,1%. Jais buvo nustatytas įvairių medžiagų tankis, leidžiantis atpažinti lydinius, atpažinti padirbtas monetas, atskirti brangakmenius nuo padirbtų ir kt. 1586 metais Galilėjus kūnų tankiui nustatyti suprojektavo specialias hidrostatines bangas.Bendrąją bangų teoriją sukūrė L. Euleris (1747).
Pramonės ir transporto plėtra paskatino sukurti transporto priemones, skirtas sunkiems kroviniams. pradžioje – XIX a. Buvo sukurti dešimtainiai V. ( ryžių. 2) (svorio ir apkrovos santykis 1:10 – Quintenz, 1818) ir šimtasis V. (V. Fairbanks, 1831). XIX amžiaus pabaigoje – XX amžiaus pradžioje. Tobulėjant nepertraukiamai gamybai, atsirado svėrimo mašinos nuolatiniam svėrimui (konvejeriui, dozavimui ir kt.). Įvairiose žemės ūkio, pramonės ir transporto šakose imta naudoti pačių įvairiausių konstrukcijų svarstykles tam tikros rūšies produktams sverti (žemės ūkyje, pavyzdžiui, grūdams, šakniavaisiams, kiaušiniams ir kt.; transporte – automobiliams, geležinkeliai, automobiliai, lėktuvai; pramonėje – nuo smulkiausių detalių ir mazgų tiksliųjų instrumentų gamyboje iki kelių tonų luitų metalurgijoje). Moksliniams tyrimams buvo sukurti precizinių testų projektai – analitiniai, mikroanalitiniai, tyrimo ir kt.
Pagal paskirtį svareliai skirstomi į standartinius (svoriams kalibruoti), laboratorinius (taip pat ir analitinius) ir bendrosios paskirties, naudojamus įvairiose mokslo, technikos ir šalies ūkio srityse.
Pagal veikimo principą įtampos skirstomos į svirties, spyruoklines, elektrines deformacijos matuokles, hidrostatines ir hidraulines.
Svirtiniai vožtuvai yra labiausiai paplitę, jų veikimas pagrįstas pusiausvyros dėsniu. svirtis Svirties atramos taškas ("svirties svirtis" V.) gali būti viduryje (vienoda ranka V.) arba pasislinkusi vidurio atžvilgiu (nelygios ir vienos rankos V.). Daugelis svirties mašinų (pavyzdžiui, komercinės, automobilių, porcijos ir kt.) yra 1 ir 2 tipų svirčių derinys. Svirčių atramos dažniausiai yra prizmės ir pagalvėlės iš specialaus plieno arba kieto akmens (agato, korundo). Ant lygiarankių svirties svarmenų sveriamas kūnas subalansuojamas svoriais, o tam tikras svorio perteklius (dažniausiai 0,05 – 0,1 proc.) virš kūno svorio (arba atvirkščiai) kompensuojamas momentu, kurį sukuria svoriai. svirtis (su rodykle) dėl jos svorio centro poslinkio, palyginti su pradine padėtimi ( ryžių. 3). Apkrova, kurią kompensuoja svirties svorio centro poslinkis, matuojama naudojant skaitymo skalę. Svirties V. skalės padalos s reikšmė nustatoma pagal formulę
s = k(P o c / lg),
kur P 0
‒ svirties svoris su rodykle, c ‒ atstumas tarp svirties svorio centro ir sukimosi ašies, l ‒ svirties ilgis, g ‒ pagreitis
laisvas kritimas, k yra koeficientas, priklausantis tik nuo skaitymo įrenginio raiškos. Padalos reikšmę, taigi ir V. jautrumą, galima keisti tam tikrose ribose (dažniausiai judinant specialų svorį, kuris keičia atstumą c).
Daugelyje svirties laboratorijų V. dalis išmatuotos apkrovos kompensuojama elektromagnetinės sąveikos jėga - geležinės šerdies, sujungtos su svirties svirtimi, atitraukimas į stacionarų solenoidą. Srovės stiprumą solenoide reguliuoja elektroninis įtaisas, kuris įtampa subalansuoja. Matuodami srovės stiprumą, nustato jai proporcingą apkrovą V. Šio tipo V. į pusiausvyros padėtį atveda automatiškai, todėl dažniausiai naudojami kintančių masių matavimui (pvz., tiriant oksidacijos procesus, kondensaciją ir kt.). ), kai nepatogu arba neįmanoma naudoti įprastų V. Svirties svirties svorio centras derinamas šiuose V. su sukimosi ašimi.
Laboratorinėje praktikoje vis dažniau naudojami svoriai (ypač analitiniai) su įmontuotais svareliais daliai arba visam kroviniui ( ryžių. 4). Tokio V. veikimo principą pasiūlė D.I. Mendelejevas. Specialios formos svarmenys pakabinami ant peties, ant kurio yra apkrovos taurė (vienos rankos svarmenys), arba (rečiau) nuo priešingo peties. Viena ranka V. ( ryžių. 5) klaida dėl nevienodų svirties pečių visiškai pašalinama.
Šiuolaikinėse laboratorinėse svarstyklėse (analitinėse ir kt.) sumontuota nemažai svėrimo tikslumą ir greitį didinančių prietaisų: puodelių (orinių ar magnetinių) vibracijos slopintuvai, durelės, atidarius beveik nėra oro srauto, šilumos skydai, įtaisytųjų svarmenų uždėjimo ir nuėmimo mechanizmai, automatinio veikimo mechanizmai įmontuotų svarmenų parinkimui balansuojant B. Vis dažniau naudojamos projekcinės svarstyklės, leidžiančios išplėsti etaloninės skalės matavimų diapazoną esant nedideliems svorių nuokrypio kampams. rokeris. Visa tai leidžia žymiai padidinti V.
Greitųjų automobilių techniniame kvadrante V. ( ryžių. 6) matavimo riba svirties įlinkio skalėje yra 50 – 100 % didžiausios apkrovos V., dažniausiai svyruoja nuo 20 g – 10 kg. Tai pasiekiama naudojant specialią sunkiosios svirties (kvadranto) konstrukciją, kurios svorio centras yra gerokai žemiau sukimosi ašies.
Dauguma tipų metrologinių, standartinių, analitinių, techninių ir prekybos ( ryžių. 7), medicinos, vežimo, automobilio V., taip pat automatinio ir dalinio V.
Spyruoklinių ir elektrinių deformacijų matuoklių veikimas pagrįstas Huko dėsniu (žr. Huko dėsnis).
Jautrus spyruoklių įtampos elementas yra spiralinė plokščia arba cilindrinė spyruoklė, kuri deformuojasi dėl kūno svorio. V. rodmenys matuojami skalėje, kuria juda su spyruokle sujungta rodyklė. Daroma prielaida, kad pašalinus apkrovą, rodyklė grįžta į nulinę padėtį, tai yra, spyruoklėje, veikiant apkrovai, nevyksta jokia liekamoji deformacija.
Spyruoklės V. pagalba jie matuoja ne masę, o svorį. Tačiau daugeliu atvejų spyruoklinė skalė yra sugraduota masės vienetais. Dėl gravitacijos pagreičio priklausomybės nuo geografinės platumos ir aukščio virš jūros lygio, spyruoklinių vijų rodmenys priklauso nuo jų vietos. Be to, spyruoklės elastinės savybės priklauso nuo temperatūros ir kinta laikui bėgant; visa tai sumažina spyruoklės V tikslumą.
Sukimo (sukimo) akumuliatoriuose jautrus elementas yra elastingas sriegis arba spiralinės spyruoklės ( ryžių. 8). Apkrova nustatoma pagal spyruoklės sriegio posūkio kampą, kuris yra proporcingas apkrovos sukuriamam sukimo momentui.
Elektrinių deformacijų matuoklių veikimas pagrįstas tamprių elementų (kolonų, plokščių, žiedų), kurie suvokia apkrovos jėgą, deformacijos pavertimu elektrinės varžos pokyčiu. Keitikliai yra labai jautrūs laidai deformacijos matuokliai, priklijuota prie elastingų elementų. Paprastai didelėms masėms sverti naudojami elektriniai deformacijos matuokliai (vagonas, automobilis, kranas ir kt.).
Hidrostatiniai matavimai pirmiausia naudojami kietųjų medžiagų ir skysčių tankiui nustatyti. Jų veiksmai grindžiami Archimedo įstatymu (žr. Hidrostatinis svėrimas).
Hidrauliniai V. yra panašios konstrukcijos hidraulinis presas.
Rodmenys imami naudojant manometrą, kalibruotą masės vienetais.
Visoms V. rūšims būdinga: 1) ribinė apkrova – didžiausia statinė apkrova, kurią V. gali atlaikyti nepažeisdama jų metrologinių charakteristikų; 2) padalos reikšmė – masė, atitinkanti rodmens pasikeitimą vienu skalės padaliju; 3) leistinos svėrimo paklaidos riba - didžiausias leistinas skirtumas tarp vieno svėrimo rezultato ir tikrosios sveriamo kūno masės;
4) leistinas rodmenų pokytis - didžiausias leistinas V. rodmenų skirtumas, pakartotinai sveriant tą patį kūną.
Kai kurių tipų V. svėrimo paklaidos esant maksimaliai apkrovai.
Svėrimo paklaida esant maksimaliai apkrovai
Metrologinė..............
Pavyzdinės 1 ir 2 kategorijos
Pavyzdinga 3 kategorija ir
techninė 1 klasė............
Analitinis, pusiau mikroanalitinis, mikroanalitinis, tyrimas
Medicina........................
Namų ūkis ...................
Automobiliai........................
Vežimas................
Torsioninis..............
1 kg
20 kg - 1 kg
200 g - 2 g
20 kg - 1 kg
200 g - 2 g
200 g
100 g
20 g
2 g
1 g
150 kg
20 kg
30 kg - 2 kg
50 t ‒ 10 t
150 t ‒ 50 t
1000 mg - 20 mg
5 mg - 0,5 mg
0,005 mg*
20 mg – 0,5 mg*
1,0 mg – 0,01 mg*
100 mg - 20 mg
10 mg – 0,4 mg
1,0 mg – 0,1 mg*
1,0 mg – 0,1 mg*
0,1 mg – 0,01 mg*
0,02 mg – 0,004 mg*
0,01 mg – 0,004 mg*
50 g
10 g
60 g - 5 g
50 kg - 10 kg
150 kg - 50 kg
1,0 mg - 0,05 mg
0,01 mg - 0,001 mg
* Tikslaus svėrimo metodų naudojimas.
Lit.: Rudo N.M., Svarstyklės. Teorija, struktūra, derinimas ir patikrinimas, M. - L., 1957; Malikovas L. M., Smirnova N. A., Analitinės elektrinės svarstyklės, knygoje: Valdymo ir automatizavimo matavimų enciklopedija, v. 1, M. - L., 1962: Orlov S.P., Avdeev B.A., Įmonių svėrimo įranga, M., 1962; Karpin E. B., Svėrimo mechanizmų ir dozatorių skaičiavimas ir projektavimas, M., 1963; Gauzner S.I., Michailovsky S.S., Orlov V.V., Registravimo įrenginiai automatinio svėrimo procesuose, M., 1966 m.
SUBJEKTAS : KŪNO SVORIS. JĖGOS VIENETAI. DINAMOMETRAS.
Pamokos tikslas : pateikti kūno svorio sampratą, nustatyti kūno svorio ir gravitacijos skirtumus; įveskite jėgos vienetą; Sužinokite, koks prietaisas naudojamas kūno svoriui matuoti.
Įranga: kompiuteris, ekranas, projektorius, grindų svarstyklės, dinamometras, matavimo cilindrai, svareliai.
Pamokos planas:
Organizacinis momentas (1 min.)
Namų darbų tikrinimas (7 min.)
Naujos medžiagos mokymasis (18 min.)
a) Kūno svoris. Jėgos vienetai.
b) Dinamometrai. Dinamometrų tipai.
c) Kūno svoris ir jo skaičiavimas.
4. Kūno kultūros pamoka (G. Osterio problema)
5. Problemos sprendimas. Dengtos medžiagos sutvirtinimas (10 min.)
6. Pamokos santrauka. Namų darbai (1 min.)
Per užsiėmimus.
1. Organizacinis momentas.
2. Žinių atnaujinimas.
Pamoką pradėkime prisimindami kai kuriuos fizinius dydžius ir terminus, su kuriais susipažinome anksčiau.
Fizinis diktantas:
Koks yra gravitacijos dydis? Kuo jis matuojamas?
Kokia gravitacijos kryptis?
Kokia tamprumo jėgos vertė? Kuo jis matuojamas?
Kokia tamprumo jėgos kryptis?
Užsirašykite Huko dėsnio formulę?
1) Padalinkite šiuos fizikinius dydžius į vektorius ir skaliarinius: masė, gravitacija, greitis, laikas, ilgis, inercija ir tamprumo jėga.
(skaliarinis: masė, laikas, ilgis; vektorius: gravitacija, greitis, tamprumo jėga. Inercija nėra fizikinis dydis, tai reiškinys).
Papildomas klausimas: apibrėžti Kas vadinama kūno svoriu. (tai fizinis dydis, kuris yra kūno inercijos matas).
Papildomas klausimas: kas yra deformacija? ( deformacija yra kūno formos ar dydžio pasikeitimas )
2) Grafiškai pavaizduoti žemės paviršiuje gulinčią plytą veikiančią gravitacijos jėgą.
Papildomas klausimas: kodėl lietaus lašai krenta ant žemės, o ne skrieja atgal į debesis? ( lietaus lašus veikia gravitacija)
Taigi, prisiminėme kai kuriuos fizinius dydžius ir terminus, kuriuos sutikome anksčiau, judėkime toliau.
3. Naujos medžiagos studijavimas.
Koks berniuko svoris?
Ar teisūs sakydami kad berniuko svoris yra __ kg?
Balsuokime. Pakelkite rankas, jei manote, kad teisinga tai sakyti. O dabar tie, kurie mano, kad mes kalbame neteisingai. Nuomonės išsiskyrė. Nesiginčykime, kas teisus, o kas neteisus. Nauja tema padės tai suprasti “ Kūno svoris “ Užsirašykime į sąsiuvinį.
- Svoris kūnai yra fiziniai dydžiai. Mes jau sukūrėme fizikinių dydžių tyrimo planą. Prisimindami tai, pasakykite man, ką šiandien turėtume sužinoti apie kūno svorį?
1. Apibrėžimas.
2. Vektorius arba skaliarinis.
3. Paskyrimas.
4. Formulė.
5. Matavimo vienetas.
6. Matavimo prietaisas.
Šie plano punktai bus mūsų pamokos tikslas, be to, atsakysime į užduotą klausimą.
- (4 skaidrė) Tigro jauniklis guli ant lentos (atrama). Pastačius kūną ant atramos, buvo suspausta ne tik atrama, bet ir Žemės pritrauktas kūnas. Deformuotas, suspaustas kūnas spaudžia atramą jėga, vadinama kūno svoriu.
Jei ant sriegio (pakabos) pakabinamas korpusas, tai tempiamas ne tik siūlas, bet ir pats korpusas.
- Užrašome: Kūno svoris – tai jėga, kuria kūnas dėl traukos prie Žemės veikia atramą arba pakabą..
Kaip manote, ar svoris yra vektorius ar skaliarinis dydis? ( nes tai stiprybė,tada vektorius dydis)
Kūno svoris yra vektorinis fizinis dydis
Kokia kūno svorio kryptis? Norėdami atsakyti į šį klausimą, atsiminkite gravitacijos kryptį. Tiesa, gravitacijos jėga visada nukreipta vertikaliai žemyn, o tai reiškia ir kūno svorį, nes ši jėga atsiranda dėl traukos į Žemę.
Raidės pavadinimas: P
Formulė. P = F laidas(kėbulas ir atrama arba pakaba yra nejudantys arba juda tolygiai ir tiesia linija)
Gana dažnai kūno svoris yra lygus jį veikiančiai gravitacijos jėgai.
F laidas pritvirtintas prie kūno
R svorio pritvirtintas prie atramos (pakabos)
Kokiais vienetais matuojama jėga?
Anglų fiziko I. Niutono garbei šis vienetas pavadintas niutonu – 1H
1kN=1000N; 1N = 0,001 kN
F laidas = m∙ g– gravitacijos formulė
P = F laidas = m∙ g m= P/g ; g= P/m
F laidas - gravitacija [N]
m - svoris [kg]
g – gravitacijos pagreitis [N/kg]
g = 9,8 [N/kg]; g = 10 [N/kg];
(5 skaidrė) praktiškai jie matuoja jėgą, kuria vienas kūnas veikia kitą.
Norėdami išmatuoti stiprumą, naudokite DINAMOMETRĄ
Naudota : veržlėms priveržti - yra sukimo momento veržliaraktis, kad veržlė nesusisuktų ir tvirtai priveržtų; matuoti riešo raumenų tonusąDėlbendras žmogaus pasirodymas ir jėga,
Patirtis Paimkime dinamometrą ir pakabinkime ant jo 102 g sveriantį svarelį. Ramybės būsenoje jo svoris yra 1 N. Ir tikrai, jei svarelis nejudėdamas kabo ant dinamometro kablio, tada jis rodys lygiai 1 N. Bet jei dinamometras pasuktas aukštyn, žemyn arba kairėn – į dešinę, parodys, kad svorio svoris pasikeitė. Pavyzdžiui, paveiksle jis lygus 4 N. Kūnų masė ir gravitacijos jėga nepakito.
Taigi daugybė eksperimentų rodo, kad kūno svoris yra lygus jį veikiančiai gravitacijos jėgai, kai kūnas ir jo atrama (pakaba) stovi arba juda kartu tolygiai ir tiesia linija.
P = F laidas .
Taip pat atkreipkite dėmesį, kad skaitinės svorio ir gravitacijos reikšmės gali būti lygios, tačiau jų taikymo taškai visada skiriasi . Gravitacijos jėga visada veikia patį kūną, o jos svoris visada – pakabą ar atramą.
[P] = [1 niutonas] = [1 H]
9 pratimas (2.3) (sprendžiame)
Apibendrinant:
Koks yra jėgos matavimo prietaiso pavadinimas?
Dinamometras yra prietaisas... (kūno svoriui matuoti)
Koks yra Misha svoris? Ar teisūs sakydami kad Mišos svoris yra __ kg?
( ne, nes kūno svoris matuojamas dinamometru) ir matuojamas N, kūno svoris matuojamas svarstykle --- kg) (7 skaidrė)
Kokia gravitacijos formulė?
Kas pamokoje tau pasirodė sudėtinga?
Kas tau pasirodė sunku?
