16.vaja: Umerjanje prožne vzmeti

Naloge: Umeri vijačno vzmet, nato pa jo uporabi za merjenje teže neznanih predmetov.

Pripomočki:
· prožna vijačna vzmet z vizirno ploščico,
· ravnilo,
· stativ,
· uteži,
· merjenci ( predmeti z neznano težo).

Navodila:
     Na velikost sile sklepamo iz njenih učinkov. Takole premišljamo - čim večji je učinek, tem večja je sila, ki ga je povzročila. Za merjenje sile običajno uporabljamo prožno vijačno vzmet, ki je tudi bistveni sestavni del vzmetne tehtnice.
    Če na prožno vijačno vzmet deluje sila, se vzmet raztegne. Merilo za velikost sile je lahko kar raztezek vzmeti. Da bi lahko s prožno vzmetjo meril sile, jo moraš prej umeriti.
    To storiš takole . Na stojalo , ki ga sestaviš iz priloženega stativnega materiala, obesi prožno vijačno vzmet, nanjo pa še vizirno ploščico, ki bo služila za odčitavanje raztezkov. Na vzmet postopoma obešaj vse težje uteži (o najtežji se posvetuj z učiteljem ) in sproti odčitaj raztezke. Rezultate meritev zapiši in po končanem merjenju načrtaj graf F(s), kjer je F sila, s pa raztezek. Tak graf imenujemo tudi umeritvena krivulja.
    Dobro si oglej graf, ki si ga narisal. Kaj lahko poveš o zvezi med silo in raztezkom? Poskusi svojo ugotovitev zapisati z enačbo! Za vsako količino v enačbi povej, kaj pomeni in kaj vpliva na njeno vrednost. Kaj se v enačbi spremeni, če uporabiš drugačno vzmet? Kako se ta sprememba odraža na grafu? Ali zapisana matematična zveza med silo in raztezkom zmeraj velja? Kdaj odpove?

Zdaj je prožna vzmet umerjena. Uporabi jo za merjenje teže priloženih merjencev!


Vprašanje:
Umeriti moraš vzmetno tehtnico z merskim območjem od 0 do 4 N, razdelek na skali pa naj bo enak 0,2 N.Imaš samo eno utež za 1N. Kako boš ravnal?


Izračun naloge:


Rezultati meritev :

teža uteži 1. vzmet
Fg (N)
dolžina (cm)
koeficient (N/cm)
1,47
1,5
0,98
2,95
6,6
0,44
X
3,4
0,59
teža X (N)
2 N


teža uteži2. vzmet
Fg (N)
raztezek (cm)
koeficient (N/cm)
0,5
2
0,25
1
4
0,25
1,5
6
0,25
2
8
0,25
X
2,6
0,25
teža X (N)
0,67 N




Graf F(s):

- prva vzmet


- druga vzmet


Analiza vaje:

    Na vzmet smo obešali določene uteži, pri tem pa vsakokrat izmerili raztezek. Nato pa smo na vzmet obesili neznano utež, ki jo je bilo potrebno izmeriti. Izmerili smo jo tako, da smo izmerili raztezek, nato vrednost uteži izračunali glede na prejšnje rezultate. Rezultat pa bi bil gotovo natančnejši, če bi uporabili občutljivejšo vzmet (druga vzmet) in natančnejše merjenje.
    Kot vidimo z grafa, je raztezek vzmeti skoraj linearen glede na vrednost uteži, kar vidimo iz naklona premice grafa. To imenujemo koeficient vzmeti, za katerga želimo, da je konstanten. Pri prvi vzmeti opazimo, da ta ni konstanten, ker ima vzmet to lastnost, da nima konstantnega koeficienta pri različnih obremenitvah, medtem ko ga pa druga ima.
Avtor: Danilo Klasinc


V kolikor želite sodelovati z nami, vas vljudno vabimo, da se nam pridružite, pošljete članke, ali pa samo izrazite vaša mnenja.