"Kuvvet" kelimesinin her türlü şekilde kullanıldığını şüphesiz duymuşsunuzdur, çoğu ya tam olarak tanımlanmamıştır. ("kuvvet alanı", "manyetik alanın kuvveti") veya fizik bilimi ile ilgisi olmayan ("kuvvet oyunu", "dövüş" güç.")
Fizikte bir kuvvet, kütlesi olan bir şeyi hızlandırmak için hareket eden herhangi bir şeydir. İş, basınç ve enerji gibi diğer niceliklerle kuvveti ilişkilendiren bir dizi denklem vardır, ancak en temel olanıF = annebir kitle olduğunu belirtenmbir hızlanma yaşarbirnet kuvvete maruz kaldığındaF, belirli bir büyüklük ile belirli bir yönde hareket eden.
Dünyanın her yerindeki mühendislik ve diğer endüstrilerde kuvvetlerin özel değerlerini bilmek çok önemli olduğundan, kuvveti kesin olarak belirlemeye yönelik aletlerin elde edilmesi kolaydır.
Kuvvet Birimleri
SI (metrik) kuvvet birimi Newton (N), SI kütle ve ivme birimleri ise kilogram (kg) ve metre bölü saniye karedir (m/sn).2). Böylece N türetilmiş bir birimdir ve kg m/s'ye çevrilir2.
Herhangi bir yerçekimi alanı, ulaşabileceği tüm kütleleri hızlandırma eğiliminde olduğundan, sonuç, insanların günlük anlamda ağırlık dediği şeydir. Bu nedenle, bir ev veya sağlık kulübü ölçeği bir tür kuvvet ölçerdir, çünkü
Hook kanunu
Karşılaşmanız muhtemel olan çoğu kuvvet ölçer, Hooke yasası adı verilen ve çalışması Robert Hooke'un adını taşıyan bir ilkeden yararlanır. 1600'lerde fizik, kimya, biyoloji ve hemen hemen tüm diğer araştırma alanlarını kapsıyordu. ilerleme.
Yasa, elastik bir malzemeyi (bir yay gibi) belirli bir mesafeye germek için gereken kuvvetin, yayın denge noktasından gerildiği mesafeyle orantılı olduğunu belirtir:
Negatif işaret, kuvvetinkarşı çıkıyoresneme, büyüklük olarak eşit, ancak mesafe olarak tam tersi.
Kuvvet Ölçerin Yanında Hooke Yasasının Uygulamaları
Hooke yasası mühendislik ve inşaatın adını anlayabileceğiniz ve hatta hayal edebileceğiniz her alanda uygulanmıştır. Saat yapımının ilk günlerinde, 17. ve 18. yüzyıllarda zaman işleyişi henüz tam olarak bir GPS senkronizasyonu meselesi olmadığından, yaylar kesin işlevi sağlamak için gerekliydi.
Hooke yasası, dünyadaki manometrelerin (basınç göstergeleri), ekipmanın yapımında başvurulmuştur. akustik ve sismisite ve 21. yüzyıl ilerledikçe nanoteknoloji uygulamalarında da. Ancak basit bir kuvvet ölçerdeki faydası, bugün bile onu açıklamanın belki de en kolay yoludur.
Kuvvet Ölçer: Yay Ölçer
Hooke yasası yatay bir yüzey üzerindeki bir yaya uygulanabilir, öyle ki nesneye yerçekimi tarafından uygulanan kuvvet, yüzeyin yukarıya doğru kuvveti (normal kuvvet) ile dengelenir. Yayı 1,5 m uzatmak için gereken kuvvet 300 N ise, hesaplayabilirsiniz.kHooke yasasında,yay sabiti:
F=-kx\implies 300\text{ N}=k (1,5\text{ m})\implies k = 200\text{N/m}
birkuvvet ölçerbunun yerine dikey bir yapıdır ve bir kütleye maruz kalacak şekilde kalibre edilmiş bir yaya sahiptir. Dünya'nın yerçekimi, yayı bilinen, sabit bir şekilde hareketsiz (denge) konumundan aşağı doğru hareket ettirecektir. Miktar. Böylece 10 kg'lık bir kütlenin (1 kg) (9.81 m/sn) ağırlığına sahip olduğu bilinmektedir.2) = 98,1 N ve kuvvet ölçer bu prensibe göre etiketlenebilir.
Bir yayı veya herhangi bir elastik cismi, gerilmiş olduğu mesafenin iki katı kadar germek için, Hooke yasasına göre iki katı kuvvet uygulanması vb. gerektiğini unutmayın. Gerçekte, hiçbir malzeme mükemmel bir şekilde elastik değildir ve tüm yaylar ya "aşınarak" ya da yeterli stres veya zorlama altında travmatik olarak kırılarak bozulur.