Il Dinamometro è lo Strumento di laboratorio utilizzato per misurare una forza.
Esistono vari tipi di dinamometro, che consentono di quantificare più o meno precisamente le forze che vengono esercitate.
Un esempio molto semplice di Dinamometro è il Newtometro, che è costituito da una bilancia a molla tarata in Newton, che è l'unità di misura della forza nel Sistema Internazionale d'Unità
Altri tipi, più complessi, di dinamometro sono utilizzati, nell'industria moderna, soprattutto automobilistica, per misurare la potenza o il rapporto di funzionamento di un motore.
Il Principio di funzionamento del dinamometro è molto semplice,
le componenti fondamentali sono due,
1) l'asta rigida tarata (di solito in Newton)
2) la molla collegata ad un'estremita con il corpo che la sorregge e ad un'altra con un gancio che permetta di imprimere la forza alla molla
Con questo tipo di dinamometro, chiamato comunemente "bilancia a molla", è conveniente misurare tipi di forza molto semplici come può essere la forza peso di un piccolo oggetto.
Come vediamo nell'esempio...
Il dinamometro, come tutti gli altri strumenti fisici, non può misurare tutti i valori possibili, ma soltanto quelli compresi in un determinato intervallo...
nel caso del calorimetro, questo intervallo dipende, quasi totalmente, dalla molla che viene utilizzata...
Una molla può essere definita come un dispositivo meccanico di materiale elastico, capace di subire deformazioni significative ma reversibili quando viene sottoposto a sollecitazioni.
Ovviamente non tutti i materiali sono elastici, quindi una molla deve essere costruita con determinati materiali, quelli più utilizzati sono l'acciaio e il bronzo, ma per sollecitazioni limitate se ne possono usare anche altri, ad esempio materie plastiche.
Le molle trovano numerose applicazioni: vengono tra l'altro impiegate per misurare i carichi in tipi particolari di bilancia (come il dinamometro), o per immagazzinare l'energia cinetica, come negli orologi meccanici portatili o nei meccanismi di chiusura automatica di porte e portelli. Sono anche impiegate per attutire colpi o per smorzare vibrazioni, come nelle sospensioni delle automobili.
Il potenziale elastico di una molla dipende da vari fattori, ad esempio dalle dimensioni, dalla forma, ma il fattore determinante è soltanto il materiale di cui è costituita...
Da questo è comprensibili come sia la molla ad influenzare quasi totalmente il dinamometro semplice,
secondo la Legge di Hooke, la tensione e la deformazione di una molla sono, entro certi limiti, direttamente proporzionali,
questo vuol dire che:
maggiore è la tensione applicata alla molla, maggiore è la deformazione.
Questa affermazione descrive perfettamente il funzionamento del dinamometro, ma nello stesso tempo ne sottolinea il limite...
infatti, sempre secondo la Legge di Hooke, una molla non può essere nè tesa, nè deformata fino all'infinito, ma soltanto in un intervallo limitato
che va da 0 ad un valore che dipende esclusivamente dal materiale che compone la molla:
questo valore è detto limite di elasticità .
Quando il limite di elasticità viene superato, la molla di deforma in modo permanente e non ritorna più alla condizione iniziale... in questo modo la Legge di Hooke viene annullata...
e con essa anche la validità della misurazione effettuata con il dinamometro...
Per questo possiamo affermare che le misurazioni effettuate con il Dinamometro semplice a molla possono ritenersi valide soltanto se la Legge di Hooke è rispettata, ovvero in un intervallo di valori compeso tra 0 e il limite d'elasticità della molla
Come vediamo dal grafico, se consideriamo il punto d'incontro
tra la deformazione e la tensione come la Forza; si può notare che al di fuori
della finestra delimitata dal valore d'elasticità della molla è impossibile
stabilire il valore della Forza, proprio perchè il dinamometro non funziona più
alla perfezione.
Created by Giuseppe Valerio