Підручник Фізика 7 клас - Пістун П. Ф. - Навчальна книга - Богдан 2015 рік

Розділ ІІІ ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА

§27. Вимірювання сили

✓ Що таке деформація тіла? Наведіть приклади деформацій.

✓ Як визначити ціну поділки шкали приладу?

1. Використовуючи формулу F = mа, можна визначити значення сили, якщо відомі маса тіла і прискорення, надане тілу цією силою. Такий спосіб знаходження значення фізичної величини називають непрямим вимірюванням. Чи існує спосіб прямого вимірювання сили, аналогічний до вимірювання довжини, часу, маси тощо?

Напевно, ви відразу згадаєте про «силомір» — медичний прилад, за допомогою якого можна виміряти м’язову силу вашої руки. Виникає запитання: чи існує такий прилад, за допомогою якого можна було б виміряти будь-які сили? Як він діє?

2. Для того, щоб з’ясувати, як можна вимірювати сили, повернімося до поняття «сила».

Якщо на гнучку лінійку покласти зверху брусок, то вона прогнеться під дією сили (рис. 67). Гумовий м’яч змінить свою форму, якщо на нього подіє людина з деякою силою (рис. 68). В обох випадках дія на тіло сили призводить до зміни не швидкості тіла, а його форми і розмірів, тобто до його деформації.

Рис. 67

Рис. 68

Деформацією називають зміну форми і розмірів тіла під дією сил. Деформація — інший наслідок взаємодії тіл.

Крім деформації згину (див. рис. 67), стискання (див. рис. 68), розтягу (рис. 69), існують деформації зсуву (рис. 70) та кручення (рис. 71). У випадку двох останніх деформацій шари речовини зміщаються один відносно іншого.

Рис. 69

Рис. 70

Рис. 71

Деформація тіла, що виникає під дією сили, може бути різною і залежить від діючої сили. Щоб переконатися в цьому, достатньо змінити (збільшити або зменшити) силу, що діє на лінійку чи м’яч. Величина деформації відповідно збільшиться або зменшиться. За величиною деформації судять просилу.

3. Прилад для вимірювання сили називається динамометром. Основною його частиною являється сталева пружина, видовження якої в результаті деформації характеризує значення діючої сили.

Розглянемо принцип дії динамометра. Саме слово «динамометр» грецького походження і в перекладі означає «силомір». Пружина динамометра у верхній частині закріплена (рис. 72). У нижній частині вона має спеціальний індикатор (стрілку), який показує видовження пружини під дією розтягуючої сили.

Основною обов’язковою умовою роботи динамометра є пружна деформація пружини, тобто така деформація, яка після припинення дії повністю зникає і пружина повертається в початкове положення.

4. Нульова поділка шкали динамометра відповідає положенню стрілки при нерозтягнутій пружині (див. рис. 72). Почнемо поступово збільшувати навантаження, підвішуючи до динамометра вантажі з масами 100 г, 200 г, 300 г і т. д. (рис. 73). У результаті взаємодії із Землею вантажі, зміщаючись униз, розтягуватимуть пружину. Видовження пружини буде прямо пропорційне діючій силі. У цьому нас переконає однакове збільшення відстані між попереднім і наступним показами стрілки на шкалі (0-1, 1-2, 2-3).

Рис. 72

Рис. 73

5. Динамометри за своїм зовнішнім виглядом і конструкцією бувають різними (рис. 74). Проте принцип їхньої дії, у тому числі й медичногосиломіра, однаковий: у них використовується пряма пропорційна залежність величини деформації пружини від величини прикладеної сили.

Рис. 74

Запитання для самоперевірки

1. До яких двох результатів може призвести дія сили на тіло?

2. Що таке деформація тіла?

3. Назвіть види деформацій; наведіть приклади деформацій, що їх зазнають тіла, які перебувають у класній кімнаті.

4. Яким приладом вимірюють силу?

5. Який принцип дії динамометра?

6. Яку деформацію називають пружною?

7. Визначте, які сили показують динамометри, зображені на рис. 74.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити