Una scala di primavera è una bilancia per misurare la forza di trazione. Esperimenti per i quali può essere utilizzata una scala includono leva utilizzando pulegge, determinazione del volume di oggetti irregolari ed esplorare questioni di ingegneria sicurezza di carico.
Misurare un Volume irregolare
Un oggetto di forma irregolare può essere pesato in aria e immersi in acqua. La differenza di peso è la forza di galleggiamento dell'acqua spostata, che è la forza dell'acqua cercando di avanzare l'oggetto. Conoscendo la densità dell'acqua, quindi si può trovare il volume dell'acqua spostata e quindi il volume dell'oggetto. Conoscendo il peso in aria, densità dell'oggetto può essere trovato. Questo è utile ad esempio per determinare se un oggetto è in oro massiccio o solo placcati in oro. Il principio alla base di questo esperimento è chiamato principio di Archimede, che afferma che la forza di galleggiamento è uguale peso dell'acqua spostata. (Questo può essere dimostrato osservando che l'acqua della forma e del volume dell'oggetto stesso, lo stesso riempimento riempie l'oggetto Sub, sé né spontaneamente affonda né è costretto su fuori dall'acqua con la forza di galleggiamento. Sua unica forza contro la forza di galleggiamento è il suo peso).
Blocco ed attrezzatura
Un paranco è un sistema di due o più pulegge con una corda o cavo filettato tra di loro, utilizzato per ottenere un vantaggio meccanico di sollevamento. Il vantaggio meccanico può essere determinato da quanto la corda deve essere tirato per sollevare il peso a distanza di unità. Ad esempio, se la corda deve essere tirata quattro metri per sollevare il peso di un metro, quindi il vantaggio meccanico (il rapporto di forza di output per la forza applicata) è 4:1. Una massa N 100 potrebbe essere sollevato con la forza di solo 25 N. Una bilancia a molla può stipulare l'esperimento pesando la massa e la misurazione della tensione della corda (o stringa) viene tirato per determinare il vantaggio meccanico.
Domanda trabocchetto
Si supponga che due pesi di uguale massa appendono i lati opposti di una tabella. Essi sono collegati da una stringa che passa attraverso la parte superiore della tabella. Si può inserire un dinamometro per misurare la tensione. Dividere la stringa e allegare la stringa di una massa al gancio inferiore della scala e stringa dell'altra massa per il gancio. Qual è la forza che legge la scala? È uguale al peso di una massa, o per la somma di entrambi?
Un peso agisce non è diverso da un soffitto che sostiene il peso di altri, così la scala di misura solo il peso di una massa unica.
Si tratta di una buona dimostrazione della terza legge di Newton del moto, che ogni azione ha un piano di parità e di fronte la reazione. Le forze esercitate dalle due masse a vicenda sono uguali ed opposte.
Un'altra domanda trabocchetto
Una massa si blocca dalle due estremità di una corda che è in loop su una puleggia sopra. La massa pesa 100 N. Che cosa sarebbe una puleggia di primavera fissata fra la fine di una corda e la massa leggere?
50 N, poiché la forza è diviso così ogni corda ottiene la metà. Che la corda sia fissata nella parte superiore è irrilevante, poiché la 50 N forza semplicemente deve annullare tra opposte direzioni la fune si impediscono di muoversi. Ogni estremità della corda tira su 50 N. La fune sulla puleggia tira 50 N in entrambe le direzioni. Questo è tutto ciò che serve per reggere i 100 N massa.
Un'altra domanda trabocchetto
Si supponga che un'estremità della corda nell'ultimo problema è inchiodata a un muro vicino. Si supponga inoltre che la corda è valutata a 60 N. La massa è quindi tenuta sull'estremità di una corda. Quello che registrerà il dinamometro?
100 N, se la corda mantiene da rottura abbastanza a lungo per la scala da leggere.
Hyatt Regency passerella Collapse
Nel 1981, una passerella in Kansas City Hyatt Regency è crollato a causa di una modifica di progettazione tra disegni dell'architetto e la loro attuazione; 114 persone sono state uccise. L'errore può essere simulato in una dimostrazione di scala di primavera.Appendere le quattro scale di primavera da un'asta orizzontale solida. Appendere la stringa di lunghezza variabile da ciascuno. Poi legare masse uguali a ciascuno. Registrare le letture di scala.Ora è possibile associare ogni messa alla sua rispettiva scala. Ogni scala leggerà ancora la stessa di prima. Ora appendere il gancio in alto di ogni scala sul gancio inferiore di una scala di sopra di esso. Appendere la scala superiore sull'asta orizzontale. Ora riprendere letture.Questa differenza di design è la differenza tra i progetti architettonici e l'implementazione del progetto passerella. È la differenza tra quattro uomini trattenendo una corda e un uomo che tiene una corda mentre si blocca ogni uomo sotto ai piedi dell'uomo sopra di lui. L'uomo nella parte superiore non può reggere il peso di quattro uomini, così egli lascia andare e tutti si stacca la corda.