彈簧測力計的原理及使用方法
彈簧測力計是一種測力的大小的工具,是利用彈簧的形變與外力成正比的關係製成的測量作用力大小的裝置,下面就來一起瞭解一下彈簧測力計的原理以及使用方法。
彈簧測力計的原理
首先任何測量都是將某一個物理量與標準(即單位)比較的過程,力的測量就是將力的作用效果與已知力的作用效果比較的過程。如果一個力的作用效果與1牛力的作用效果相同,這個力的大小就是1牛。
其次彈簧的伸長與所受力的大小成正比,在確定1牛力的作用效果以後,容易確定更大的力和更小的力的作用效果。另外,彈簧的穩定性較好,可以重複使用。故可以運用彈簧測力計測量力的大小。
在彈性限度內,彈簧的彈力和彈簧的形變量(伸長或壓縮值)成正比。寫作:
F=k·x
其中:“F”,表示彈簧的彈力,彈力是彈簧發生形變時對施力物的作用力。
“x”,是彈簧伸長或縮短的長度,注意“x”是以彈簧無形變時的長度為基準,即x=x'-x0或x=x0-x'。
“k”,叫彈簧的勁度係數,它描述單位形變量時所產生彈力的大小,k值大,說明形變單位長時需要的力大,或者說彈簧“硬”。k跟彈簧材料、長短、粗細等都有關係。k的國際單位是牛/米。
如果將幾個同樣的彈簧串聯或並聯起來後,這個新的彈簧的勁度係數不再是原來的勁度係數。設兩個勁度係數都是k的彈簧串聯後的勁度係數為k1,則有F=k1·x,由於a點的彈力也為F,所以對彈簧1可寫兩個勁度係數都是k原長相同的彈簧並聯時的勁度係數為k2,則有
F=k2·x
數變小,並聯後的變大。
彈簧測力計的使用方法
一、使用前
1、拉動彈簧:反復拉動彈簧(用力過度可能會損壞彈簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
2、瞭解量程:知道測量力的最大範圍(量程)是多少。
3、明確分度值:瞭解彈簧測力計的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
4、校零:檢查指標是否對齊零刻度線,若沒有對齊,需要調節至對齊。
二、使用中
1、不能超量程使用.(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)
(補充說明:因為超量程使用可能會損壞彈簧測力計,並且造成塑性形變,導致誤差。而且超量程使用了,會導致測不出準確的力,比如一個6N的力,你用一個量程為5N的彈簧測力計測,指標指向5N,但是實際上是6N,就產生了誤差。)
2、同方向:測力時,要讓彈簧測力計內的彈簧軸線方向跟所測力的方向在一條直線上,且彈簧不能靠在刻度盤上。
3、視線要與刻度盤垂直。
三、使用後:
調節彈簧測力計,讓指標對齊零刻度線。