Concetti Chiave
- Per comprendere i fenomeni fisici, è fondamentale misurare le grandezze coinvolte, con il chilogrammo-forza come unità di misura per l'intensità delle forze.
- Il dinamometro è lo strumento utilizzato per misurare l'intensità delle forze, basandosi sul principio dell'allungamento delle molle metalliche.
- Il funzionamento del dinamometro può essere dimostrato attraverso un esperimento semplice con pesi e una molla, mostrando la relazione tra peso e allungamento.
- Gli allungamenti delle molle sono direttamente proporzionali ai pesi applicati, mantenendo un rapporto costante, evidenziato dalla costante di proporzionalità di 10 mm per ogni kg.
- Per facilitare le letture, è possibile sovrapporre una scala graduata alla riga del dinamometro, indicando i corrispondenti pesi in chilogrammi.
Misurare le forze
Per interpretare qualsiasi fenomeno fisico è necessario misurare le grandezze che in esso intervengono. L’unità di misura pratica dell’intensità delle forze è il chilogrammo-forza o chilogrammo-peso (Kgf o Kgp) che è il peso di un cilindro di platino-iridio (conservato nel museo dei pesi e misure di Sèvres, presso Parigi) e che corrisponde circa al peso di un decimetro cubo di acqua distillata, a + 4 °C di temperatura.
Qual è il funzionamento del dinamometro?
Lo strumento che misura l’intensità delle forze si chiama dinamometro (parola greca che significa: misura della forza). Si tratta di uno strumento basato sull’allungamento o sull’accorciamento che possono subire le molle metalliche.
Per dimostrarlo basta procurarsi una serie di pesi per bilancia identici, ad esempio, pesi da 1 kg, e una molla d’acciaio. Attaccare un’estremità di tale molla a un supporto in modo che essa penda nel vuoto e sull’altra estremità della molla una piccola freccia orizzontale, accostando verticalmente ad essa una riga da disegno, in modo che l'estremità della freccia indichi lo zero. Alla molla appendere successivamente 1-2-3 pesi; eseguire le letture sulla riga e compilare una tabella analoga alla seguente:
Pesi in chilogrammi 1 2 3 4 5 …
Allungamenti in mm 10 20 30 40 50 …
Osservare che gli allungamenti sono direttamente proporzionali ai pesi applicati (forze), in quanto il rapporto tra gli allungamenti e i corrispondenti pesi è sempre costante. Nel caso dell’esempio, la costante di proporzionalità vale 10: infatti a ogni 10 mm di deformazione della molla corrisponde l’aumento della forza-peso di 1 kg. Quindi, sulla scala centimetrica della riga si potrebbe sovrapporre, incollandola, un’altra scala su cui sia segnato un trattino ogni 10 mm, con la dicitura: 1 kg, 2 kg, 3 kg, ecc.
Domande da interrogazione
- Qual è l'unità di misura pratica dell'intensità delle forze?
- Come funziona un dinamometro?
- Qual è la relazione tra allungamenti e pesi nel funzionamento del dinamometro?
L'unità di misura pratica dell'intensità delle forze è il chilogrammo-forza (Kgf o Kgp), che corrisponde al peso di un cilindro di platino-iridio e a circa il peso di un decimetro cubo di acqua distillata a + 4 °C.
Il dinamometro misura l'intensità delle forze attraverso l'allungamento o l'accorciamento delle molle metalliche. Appendendo pesi a una molla, si osserva che gli allungamenti sono direttamente proporzionali ai pesi applicati, mantenendo un rapporto costante.
Gli allungamenti della molla sono direttamente proporzionali ai pesi applicati, con una costante di proporzionalità di 10 mm per ogni chilogrammo di peso, come dimostrato nell'esempio fornito.
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