Spring Scale Eksperimenter

Spring Scale Eksperimenter


En fjær skala er en veieskala brukt for å måle trekkraft. Eksperimenter hvor en slik skala kan anvendes, innbefatter innflytelse ved hjelp av trinser, bestemme volumet av uregelmessige gjenstander og utforsking spørsmål ingeniør belastning sikkerhet.

Måle en Uregelmessig Volume

Spring Scale Eksperimenter


En uregelmessig formet objekt kan veies i luft og under vann. Forskjellen i vekt er oppdriftskraften ved den fortrengte vann, som er styrken av vann prøver å presse gjenstanden opp. Å kjenne tettheten av vann, kan man deretter finne volumet av fortrengt vann, og derfor volumet av objektet. Å vite vekten i luft, kan gjenstandens tetthet funnet. Dette er nyttig for eksempel for å avgjøre om en gjenstand er solid gull eller bare gullbelagt. Prinsippet bak dette eksperimentet kalles Arkimedes 'prinsipp, som sier at oppdriftskraften er lik fortrengt vann vekt. (Dette kan påvises ved å merke seg at vann av samme form og volum som et objekt, som fyller samme tomrommet gjenstanden fylles, i seg selv hverken spontant synker heller ikke presses opp av vannet ved hjelp av oppdriftskraften. Den eneste kraft mot flyte kraft er dens egen vekt).

Taljer

Spring Scale Eksperimenter


En taljer er et system av to eller flere trinser med et tau eller kabel tredd mellom dem, brukt for å oppnå mekanisk fordel i løfte. Den mekaniske fordel kan bestemmes av hvor langt tau må trekkes for å øke vekten en enhet avstand. For eksempel, dersom tauet skal trekkes fire meter for å løfte vekten av en meter, og den mekaniske fordel (forholdet mellom kraftutgangs til kraften) er 4: 1. En 100 N massen kan løftes med den kraft på bare 25 N. En fjærvekt kan gå inn i eksperimentet ved veiing av masse og å måle spenningen i tauet (eller streng) blir trukket for å bestemme den mekaniske fordel.

lurespørsmål

Anta at to vekter av lik masse hang av motsatte sider av et bord. De er forbundet med en snor som går over toppen av bordet. Man kan sette inn en fjær skala for å måle spenningen. Del strengen og legge en masse er streng til bunnen krok av skalaen, og den andre massen er streng til toppen kroken. Hva er den kraft som skalaen leser? Er det lik vekten av en masse, eller til summen av begge?

En vekt virker ikke forskjellig fra et tak som holder den andre vekt opp, slik at skalaen måler bare vekten av en enkelt masse.

Dette er en god demonstrasjon av Newtons tredje lov om bevegelse, at hver handling har en lik og motsatt reaksjon. De krefter som utøves av de to masser på hverandre, er like og motsatt.

En annen lurespørsmål

En masse henger fra de to endene av et tau som er løkker over en trinse ovenfor. Massen veier 100 N. Hva ville en fjær trinse festet mellom en tau enden og masse lese?

50 N, ettersom den kraft som er delt opp, slik at hvert tau blir halvdel. At tauet er festet på toppen er uvesentlig, siden 50 N kraft bare trenger å utjevne mellom motstridende retninger for tau å holde fra å flytte. Hver tau slutten trekker opp 50 N. tau på skivene trekker 50 N i begge retninger. Dette er alt som trengs for å holde opp 100 N masse.

En annen lurespørsmål

Anta at en ende av tauet i den siste problem er spikret til en nærliggende vegg. Anta også at tauet er rangert til 60 N. Massen blir deretter holde på en tau enden. Hva vil våren skala registrere?

100 N, hvis tauet holder fra å bryte lenge nok for skalaen som skal leses.

Hyatt Regency Walkway Lukk

I 1981, en gangvei i Kansas City Hyatt Regency kollapset på grunn av en endring av design mellom arkitektens tegninger og deres gjennomføring; 114 mennesker ble drept. Feilen kan simuleres i en fjær skala demonstrasjon.
Heng fire fjærvekt fra en solid horisontal stang. Hang streng med varierende lengde fra hver. Deretter knytte like massene til hver. Spill skalaen opplesninger.
Nå feste hver masse til sin respektive målestokk. Hver skala vil fortsatt lese den samme som før. Nå henger den øvre krok i hver skala på den nedre krok av en skala over den. Heng den øverste skalaen på den horisontale stangen. Nå tar målinger igjen.
Denne utformingen forskjell er forskjellen mellom de arkitektoniske tegninger og gjennomføring av gangveien design. Det er forskjellen mellom fire menn å holde på et tau, og en mann som holder på et tau mens hver mann under seg fast i beina på mannen over ham. Mannen på toppen kan ikke holde vekten av fire menn slik at han kan gå, og alle faller av tauet.