Номер 6, страница 97 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

6. Как устроен школьный динамометр?

Школьный динамометр — это прибор, предназначенный для измерения силы (например, силы тяжести, силы трения, силы упругости). Его действие основано на сравнении измеряемой силы с силой упругости пружины. Устройство простейшего пружинного школьного динамометра включает в себя несколько основных частей.

Основные компоненты динамометра:

1. Корпус: Обычно изготавливается из пластика или металла. Он защищает внутренние детали от повреждений. В корпусе часто имеется продольная прорезь, через которую видна шкала и указатель.

2. Упругий элемент (пружина): Это главный рабочий компонент прибора. Пружина изготовлена из стали и обладает свойством упруго деформироваться (растягиваться или сжиматься) под действием приложенной к ней силы. После снятия нагрузки пружина возвращается в свое первоначальное состояние.

3. Шкала: Это пластина с нанесенными на нее делениями, расположенная вдоль пружины. Шкала проградуирована в единицах силы — Ньютонах (Н). Градуировка шкалы производится на заводе путем сравнения растяжения пружины под действием эталонных грузов.

4. Указатель (стрелка): Небольшой элемент, жестко соединенный с подвижным концом пружины. При растяжении пружины указатель перемещается вдоль шкалы и показывает значение измеряемой силы.

5. Крючок и кольцо: На нижнем конце пружины закреплен крючок, за который подвешивают груз или прикладывают силу. На верхнем конце корпуса обычно находится кольцо для удержания динамометра или его закрепления в лабораторном штативе.

Принцип действия:

Принцип работы динамометра основан на законе Гука. Согласно этому закону, при упругой деформации растяжения или сжатия тела модуль силы упругости $F_{упр}$ прямо пропорционален модулю изменения длины тела $\Delta l$.

Математически это выражается формулой: $F_{упр} = k \cdot \Delta l$ где:

$F_{упр}$ — сила упругости, возникающая в пружине (равна по модулю измеряемой силе);

$k$ — коэффициент жесткости пружины (постоянная величина для данной пружины);

$\Delta l$ — удлинение пружины (изменение ее длины).

Когда к крючку динамометра прикладывают силу, пружина растягивается до тех пор, пока возникшая в ней сила упругости не уравновесит приложенную силу. Поскольку удлинение пружины прямо пропорционально силе, шкала динамометра является равномерной. По положению указателя на шкале можно определить величину приложенной силы.

Ответ: Школьный динамометр состоит из корпуса со шкалой, внутри которого расположена пружина. К одному концу пружины прикреплен указатель, а к другому — крючок для приложения силы. Принцип его работы основан на законе Гука: измеряемая сила вызывает растяжение пружины, и величина этого растяжения, пропорциональная силе, отображается указателем на шкале, проградуированной в ньютонах.