Каким прибором измеряется ускорение – Каким прибором измеряется ускорение

Содержание

Каким прибором измеряется ускорение

Часы прибор для измерения времени — Содержание: 1) Исторический очерк развития часовых механизмов: а) солнечные Ч., b) водяные Ч., с) песочные Ч., d) колесные Ч. 2) Общие сведения. 3) Описание астрономических Ч. 4.) Маятник, его компенсация. 5) Конструкции спусков Ч. 6) Хронометры … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ИЗМЕРЕНИЯ И ВЗВЕШИВАНИЕ — Измерения служат для получения точного, объективного и легко воспроизводимого описания физической величины. Не производя измерений, нельзя охарактеризовать физическую величину количественно. Чисто словесные определения низкая или высокая… … Энциклопедия Кольера

морской маятниковый прибор — 41 морской маятниковый прибор Маятниковый прибор, предназначенный для измерений силы тяжести с борта судна. Источник: ГОСТ Р 52334 2005: Гравиразведка. Термины и определения оригинал документа 60. Морской маятниковый прибор Маятниковый при … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Маятниковый прибор — инструмент для измерения ускорения силы тяжести относительным методом (см. Гравиметрия). Гравиметрические исследования с помощью М. п. основываются на измерении разности зависящих от ускорения силы тяжести периодов свободных колебаний… … Большая советская энциклопедия

маятниковый прибор — Динамический гравиметр, в котором для измерения силы тяжести измеряется период колебаний одного или нескольких физических маятников. [ГОСТ Р 52334 2005 ] маятниковый прибор Прибор для определения ускорения свободного падения, основанный на… … Справочник технического переводчика

СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства — Терминология СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства: 7.2.11.9 Геотехнические… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГКИНП 11-140-81: Руководящий технический материал. Топографо-геодезические работы на шельфе и внутренних водоемах. Термины и определения — Терминология ГКИНП 11 140 81: Руководящий технический материал. Топографо геодезические работы на шельфе и внутренних водоемах. Термины и определения: 36. Автономный подводный аппарат Подводный съемочный аппарат, обладающий автономностью… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Гравиметр — (от лат. gravis тяжёлый и греч. metreo измеряю * a. gravimeter; н. Gravimeter, Schweremesser; ф. gravimetre; и. gravimetro) прибор для измерения ускорения силы тяжести. Aбс. измерения (полной величины ускорения силы тяжести) производятся… … Геологическая энциклопедия

гравиметр — ГРАВИМЕТР, ГРАВИМЕТР, а; м. [от лат. gravis тяжёлый и греч. metron мера] Прибор для измерения ускорения силы тяжести. Наземный, скважинный, морской г. * * * гравиметр (от лат. gravis тяжёлый и . метр), прибор для измерения ускорения силы… … Энциклопедический словарь

Акселерометр — (от лат. accelero ускоряю и греч. metréō измеряю) прибор для измерения ускорения (перегрузок), возникающего на космических летательных аппаратах, ракетах, самолётах и др. движущихся объектах, при испытаниях машин, двигателей и т. д.… … Большая советская энциклопедия

Гравиметр — CG 5 Гравиметр (от лат. gravis тяжёлый + meter) прибор для измерения уско … Википедия

Ускорение — величина изменения скорости тела в единицу времени. Другими словами, ускорение — это скорость изменения скорости.

a — ускорение, м/c 2
t — интервал изменения скорости, c

V — начальная скорость тела, м/c
V — конечная скорость тела, м/c

Пример использования формулы.
Автомобиль разгоняется от 0 до 108км/ч (30м/с) за 3 секунды.
Ускорение, с которым разгоняется автомобиль, равно:
a = (V-Vo)/t = (30м/с – 0) / 3c = 10м/с 2

Другая, более точная, формулировка гласит: ускорение равно производной от скорости тела: a=dV/dt

Термин ускорение — один из самых важных в физике. Ускорение используется в задачах на разгон, торможение, броски, выстрелы, падения. Но, в то же время, этот термин один из самых трудных для понимания, в первую очередь, потому что единица измерения м/c 2 (метр в секунду за секунду) не используется в повседневной жизни.

Прибор для измерения ускорения называется акселерометром. Акселерометры, в виде миниатюрных микрочипов, используются во многих смартфонах и позволяют определить силу, с которой пользователь воздействует на телефон. Данные о силе воздействия на устройство, позволяют создавать мобильные приложения, которые реагируют на поворот экрана и на встряску.

Реакция мобильных устройств на поворот экрана, обеспечивается именно акселерометром — микрочипом, измеряющим ускорение движения устройства.

Примерная схема акселерометра показана на рисунке. Массивный грузик, при резких движениях, деформирует пружины. Измерение деформации при помощи конденсаторов (либо пъезоэлементов) позволяет вычислить силу воздействия на грузик и ускорение.

Зная деформацию пружины, при помощи закона Гука (F=k∙Δx) можно найти силу, действующую на грузик, а зная массу грузика, используя второй закон Ньютона (F=m∙a), можно найти ускорение грузика.

На плате телефона IPhone 6, акселерометр помещается в микрочипе размером всего 3 мм на 3 мм.

Чтобы прояснить принцип работы акселерометра в мобильном телефоне, можно посмотреть это видео.

Задача 2.
С каким ускорением должен тормозить автомобиль, движущийся со скоростью 108 км/ч, чтобы остановится через 10 с?

5.1. Указатель поворота эуп-53

Электрический указатель поворота типа ЭУП-53 пред­назначен для определения направления разворота самолета. В указателе поворота используется свойство гироскопа с двумя степенями свободы совмещать ось собственного вращения с осью вынуж­денного вращения.

Кинематическая схема ЭУП-53 и внешний вид прибора представлены на рис. 5.1. Ось ротора гироскопа 1 (ось собственного вращения) параллельна поперечной оси самолета, ось рамы

2 па­раллельна продольной оси самолета. Прецессия гироскопа ограни­чивается двумя пружинами -3, а колебания гироскопа умень­шаются демпфером 6. По стрелке 4 и шкале 5 определя­ют направление разворота. В прибор ЭУП-53 встроен ука­затель скольжения.

Если самолет совершает разворот вокруг своей верти­кальной оси, то гироскоп, реа­гируя на скорость разворота, прецессирует, пока момент пружины не уравновесит гиро­скопический момент. По от­клонению стрелки прибора можно судить о направлении разворота, а в комплексе с ука­зателем скольжения удобно контролировать выполнение координированного разворота. Кроме того, ЭУП-53 вместе с указателем скольжения и вариометром в аварийных случаях могут в какой-то мере заменить авиагоризонт, поскольку показания этих приборов ориентировочно помогают определить положение самолета относительно плоскости горизонта. При крене самолета ЭУП-53 имеет погрешность.

Пусть самолет совершает разворот с угловой скоростью ω=const и имеет при этом крен, равный γ (рис. 4.7). Собственная ось гироскопа указателя поворота отклонится при этом на угол р. Теперь гироскоп реагирует не на скорость ω, а на ее проекцию ω1 на ось, перпендикулярную собственной оси гироскопа:

(5.1)

При этом в соответствии с уравнением для установив­шегося значения угла β можно записать

(5.2)

Выполнив преобразования, получаем

(5.3)

Для малых углов β уравнение (5.3) будет

откуда(5.3)

Из выражения (5.3) видно, что угол отклонения гироскопа зависит не только от величины угловой скорости разворота, но и от крена самолета, что, естественно, вносит ошибку в показания прибора.

С другой стороны, если H= const, c=const и ω = const, то β=ƒ(γ)

В то же время при координированном развороте угловая ско­рость разворота, крен и линейная скорость V связаны следующим образом:

(5.4)

где g — ускорение силы тяжести.

Подставив (5.4) в (5.3), имеем выражение для угла поворо­та оси прецессии

(5.5)

из которого видно, что при координированном развороте при V= const прибор показывает крен самолета. Поэтому на шкале при­бора нанесены оцифрованные деления, соответствующие только одной угловой скорости разворота, а именно, когда самолет совер­шает координированный разворот с линейной скоростью 500 км/ч.

Показания прибора зависят также и от стабильности оборотов ротора гироскопа. Из уравнений видно, что при колебании скорости вращения гироскопа будут изменяться и показания при­бора. Поэтому в ЭУП-53 в качестве гиромотора используется элект­родвигатель постоянного тока и специальный центробежный регу­лятор скорости.

Указатель поворота имеет некоторую зону нечувствительности к измеряемой скорости, поскольку прецессия гироскопа начинается тогда, когда гироскопический момент больше момента трения по оси рамы. Следовательно, минимальная угловая скорость, на которую может реагировать прибор, определяется выражением

(5.6)

В прямолинейном полете гироузел удерживается в нейтральном положении с помощью пружин, и стрелка указателя находится на нуле. При развороте самолета по курсу корпус указателя поворота поворачивается вокруг мнимой оси ZZгироскопа. Возникает гироскопический момент, под действием которого гироскоп прецессирует вокруг оси YY до тех пор, пока гироскопический момент будет уравновешен моментом противодействующих пружин. Поворот гироскопа вокруг оси УУ через передаточный механизм передается на стрелку, отклонение которой определяется формулой

где а — угол отклонения стрелки;

,—угловая скорость разворота самолета;

γ— поперечный крен самолета;

К — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, угол отклонения стрелки зависит от угловой скорости самолета и угла поперечного крена, который, в свою очередь, зависит от линейной скорости полета. Шкалу прибора можно градуировать или в единицах угловой скорости, или в градусах поперечного крена. Для получения возможности использовать указатель поворота как резервный авиагоризонт, шкала ЭУП-53МК-500 отградуирована для индикации поперечного крена, и прибор с достаточной точностью указывает величину крена самолета при линейной скорости полета 500 км/ч. При увеличении линейной скорости прибор занижает показания. Так, при Ун. =900 км/ч крен но указателю в два раза меньше фактического. оси УУ, а следовательно, и стрелки прибора имеют воздушный демпфер(Рис.5.3)

1-стакан, 2-поршень, 3-канавка.

В одном корпусе с указателем поворота установлен указатель скольжения, состоящий пз изогнутой стеклянной трубки, заполненной жидкостью (толуолом), в которую помещен черный стеклянный шарик. Принцип действия указателя скольжения основан на свойстве физического маятника.

В полете пилоты непрерывно сравнивают показания по крену основных авиагоризонтов с показаниями ЭУП-53МК-500. При обесточивании сети постоянного тока питание указателя поворота обеспечивается от аккумуляторов. Положения стрелки указателя поворота и шарика указателя скольжения при различных эволюциях самолета показаны на рис.5.4.

Рис.5.4 Положения стрелки указателя поворота и шарика указателя скольжения при различных эволюциях самолета.

Ротор гироскопа 1 (Рис5.5) приводится во вращение двигателем постоянного тока. Обмотка 2 якоря 8 двигателя состоит из девяти катушек, каждая из которых, в свою очередь, состоит из двух секций. Якорь двигателя механически связан с ротором. 1ок в катушки якоря подается через графитовые щетки 4 и, коллектор 5. Магнитный поток создается двумя постоянными магнитами 6 и подводится к катушкам якоря с помощью магнитопроводов 7. Для того чтобы скорость вращения ротора была постоянной двигатель снабжают центробежным регулятором, состоящим из контактов 8 и 9. Если скорость вращения двигателя превышает 6000 об/мин, в следствии влияния центробежной силы подвижный контакт 9 отходит от контакта 8. При размыкании контактов вводится последовательно с цепью обмотки якоря добавочное сопротивление10, рамное 450 Ом, что приводит к снижению тока якоря и снижению скорости вращения ротора. В каждой из двух параллельных ветвей обмотки якоря имеется по одному сопротивлению, шунтируемому своими контактами. Подшипники 11 ротора защищаются т графитной пыли пылизащитными шайбами 12, смазка подшипников сохраняется маслодержательными шайбами 13. Осевой люфт ротора регулируется с помощьюрезьбовой пробки 14, в которой установлен один из шарикоподшипников ротора. Кожух гиромотора 15, представляющий собой рамку гироскопа, вращается на подшипниках 16. Статическая балансировка гироузла осуществляется с помощью грузиков 17. Кожух связан с поршнем демпфера 18 через поводок 19, тягу 20 и шатун 21. На дне цилиндра демпфера 22 имеется отверстие, площадь которого регулируется винтом 23. Регулировочный винт контрится пружиной 24. Противодействующий момент создается упругими пружинами 25. Регулировка натяжения пружины и установка гироузла в среднее положение осуществляется перемещением резьбовых втулок 26, с которыми через держатель 27 связаны пружины. Поворот гироузла передается к стрелке прибора 28 через передаточный механизм, состоящий из пальца 29, поводка 80, втулки поводка 81, оси стрелки 82. Корпус 88 фланцевого типа закрыт тонким алюминиевым кожухом 84, на дне которого имеется отверстие Для вывода штепсельной вилки. Для уменьшения возможного влияния двигателя постоянного тока на компасы под алюминиевый кожух помещается пермаллоевый магнитный экран 35. С передней бороны корпус указателя поворота закрыт стеклом 86. Для того, чтобы в корпус прибора не попадала пыль, между стеклом и корпусом помещается резиновая прокладка 87, а между кожухом и корпусом резиновая прокладка 88. На циферблате сделано несколько светящихся делений. Крайние деления соответствуют угловой скорости вращения 11,2 град/сек, которая достигается при скорости 500км/ч на крене 45 о . Всередине циферблата снизу сделан вырез для показа шарикового указателя скольжения 39.

Электрическая схема указателя поворота педставлена на рисунке 5.6. Для уменьшения радиопомех питание к обмоткам якоря Rя подаётся через фильтр, Состоящий из двух конденсаторов С и двух индукционных катушек L. В цепи обмоток якоря представлены добавочные сопротивления Rдоб, параллельно которым расположены центробежные контакты К регулятора скорости вращения ротора.

Эксплуатация. Перед полетом включить выключатель питания «ЭУП» на верхнем электрощитке пилотов. Через 2—3 мин (время готовности) проверить работоспособность указателя поворота, для чего нажать на край приборной доски, создав ей не которое движение вокруг вертикальной оси. Если стрелка указателя отклонится, то прибор исправен.

Рис.5.6 Электрическая схема указателя поворота.

Основные технические характеристики.

Напряжение питания 27В

Потребляемая мощность 3,5Вт

Диапоты по высоте до 20 км

Температурный диапазон -60…+50

Погрешность из за крена ±0,2гр/сек

Погрешность из за изменения напряжения питания ±0,2гр/сек

Время переходного процесса перехода гироузла на новое установившееся положение 3-4сек

Погрешность из за несбалансированности ±0,1гр/сек

Отклонение стрелки прибора при плоском развороте с угловой скоростью:

погрешность при нормальных условиях при крене 15-45гр и угловых скоростях 1,1-4гр/сек 1,5гр

Рис.5.5. Конструкция электрического указателя поворота ЭУП-53.

1—ротор гироскопа, 2—обмотка якоря, 3—якорь, 4—щетка. 5—коллектор, 6—постоянный магнит, 7—магнитопровод, 8—неподвижный контакт центробежного регулятора скорости, 9—подвижный контакт центробежного регулятора скорости, 10—добавочное сопротивление, 11—подшипник ротора, 12—пылезащитная шайба, 13—маслодержательная шайба, 14—резьбовая пробка, 15—кожух гиромотора, 16—подшипник гироузла, 17—балансировочный груз, 18—поршень демпфера, 19— поводок, 20— тяга, 21— шатун, 22— цилиндр демпфера. 25—винт регулировки демпфера, 24—центровочная пружина, 25—упругая пружина, 26—резьбовая втулка, 27— -держатель, 28— стрелка прибора, 29—палец. 30—поводок, 31—втулка поводка, 32—ось стрелки. 33—корпус, 34—алюминиевый кожух;. 35—пермалоевый магнитный экран, 36—стекло, 37—резиновая прокладка, 38—резиновая прокладка, 39- шарик указателя скольжения.

mytooling.ru

прибор для измерения ускорения — это… Что такое прибор для измерения ускорения?


прибор для измерения ускорения

Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.

  • прибор для измерения усилия, необходимого для вырывания листа из блока
  • прибор для измерения фокусного расстояния

Смотреть что такое «прибор для измерения ускорения» в других словарях:

  • Часы прибор для измерения времени — Содержание: 1) Исторический очерк развития часовых механизмов: а) солнечные Ч., b) водяные Ч., с) песочные Ч., d) колесные Ч. 2) Общие сведения. 3) Описание астрономических Ч. 4.) Маятник, его компенсация. 5) Конструкции спусков Ч. 6) Хронометры …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • ИЗМЕРЕНИЯ И ВЗВЕШИВАНИЕ — Измерения служат для получения точного, объективного и легко воспроизводимого описания физической величины. Не производя измерений, нельзя охарактеризовать физическую величину количественно. Чисто словесные определения низкая или высокая… …   Энциклопедия Кольера

  • морской маятниковый прибор — 41 морской маятниковый прибор Маятниковый прибор, предназначенный для измерений силы тяжести с борта судна. Источник: ГОСТ Р 52334 2005: Гравиразведка. Термины и определения оригинал документа 60. Морской маятниковый прибор Маятниковый при …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Маятниковый прибор —         инструмент для измерения ускорения силы тяжести относительным методом (см. Гравиметрия). Гравиметрические исследования с помощью М. п. основываются на измерении разности зависящих от ускорения силы тяжести периодов свободных колебаний… …   Большая советская энциклопедия

  • маятниковый прибор — Динамический гравиметр, в котором для измерения силы тяжести измеряется период колебаний одного или нескольких физических маятников. [ГОСТ Р 52334 2005 ] маятниковый прибор Прибор для определения ускорения свободного падения, основанный на… …   Справочник технического переводчика

  • СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства — Терминология СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства: 7.2.11.9 Геотехнические… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГКИНП 11-140-81: Руководящий технический материал. Топографо-геодезические работы на шельфе и внутренних водоемах. Термины и определения — Терминология ГКИНП 11 140 81: Руководящий технический материал. Топографо геодезические работы на шельфе и внутренних водоемах. Термины и определения: 36. Автономный подводный аппарат Подводный съемочный аппарат, обладающий автономностью… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Гравиметр —         (от лат. gravis тяжёлый и греч. metreo измеряю * a. gravimeter; н. Gravimeter, Schweremesser; ф. gravimetre; и. gravimetro) прибор для измерения ускорения силы тяжести. Aбс. измерения (полной величины ускорения силы тяжести) производятся… …   Геологическая энциклопедия

  • гравиметр — ГРАВИМЕТР, ГРАВИМЕТР, а; м. [от лат. gravis тяжёлый и греч. metron мера] Прибор для измерения ускорения силы тяжести. Наземный, скважинный, морской г. * * * гравиметр (от лат. gravis  тяжёлый и …метр), прибор для измерения ускорения силы… …   Энциклопедический словарь

  • Акселерометр — (от лат. accelero ускоряю и греч. metréō измеряю)         прибор для измерения ускорения (перегрузок), возникающего на космических летательных аппаратах, ракетах, самолётах и др. движущихся объектах, при испытаниях машин, двигателей и т. д.… …   Большая советская энциклопедия

  • Гравиметр — CG 5 Гравиметр (от лат. gravis  тяжёлый + meter)  прибор для измерения уско …   Википедия

universal_ru_en.academic.ru

В чем измеряется ускорение в физике? Центростремительное и угловое ускорение. Измерение ускорения свободного падения

Содержание статьи:

При решении задач по физике часто приходится выводить рабочие формулы с учетом предоставленного условия. Одной из самых надежных проверок правильности полученной формулы является совпадение единиц измерения в правой и левой частях равенства. В данной статье рассмотрим вопрос, в чем измеряется ускорение.

Что такое ускорение?

Дадим сразу определение этой величины, а затем поясним ее особенности. Под ускорением понимают быстроту, с которой изменяется скорость в каждый момент времени при движении тела. Поскольку скорость — это величина векторная, то изменяться может ее модуль и направление. Оба типа изменения описываются понятием ускорения.

Вам будет интересно:«Понурый» – это о положении головы и уровне настроения

Для определения мгновенного ускорения используют следующее выражение:

a¯ = dv¯/dt.

Взяв первую производную по времени от скорости, мы получим зависимость ускорения от t.

Помимо мгновенного ускорения (значение a¯ в конкретный момент времени), на практике часто применяют среднее ускорение. Оно определяется так:

acp¯ = Δv¯/Δt.

Здесь Δv¯ — это разность скоростей в конце и в начале промежутка времени Δt. В отличие от мгновенной величины, среднее ускорение характеризует весь процесс движения, поэтому на практике оно оказывается более полезным. Очевидно, если Δt->dt, то acp¯->a¯.

В чем измеряется ускорение?

Несложно ответить на этот вопрос, если рассмотреть записанные в предыдущем пункте формулы для мгновенной и средней величины. Как известно, скорость определяется в метрах в секунду (м/с). Конечно, можно применять и другие единицы измерения для v¯, например, километры или мили в час, однако мы ведем разговор о единицах международной системы СИ. Время в СИ измеряется в секундах (c). Взяв отношение этих величин, приходим к ответу на вопрос, в чем измеряется ускорение. Его единицами являются метр в квадратную секунду или сокращенно м/с².

Что означает запись: a = 1 м/с²? Это означает, что за каждую секунду перемещения тело увеличивает свою скорость на 1 м/с.

Далее будут приведены другие возможные единицы измерения ускорения, однако м/с² является базовой, и все другие единицы сводятся к ней.

Сила и ускорение

Записанное выше математическое определение ускорения не содержит никакой информации о том, откуда оно появляется, и что заставляет тела ускоряться. Ответы на эти вопросы можно понять, если вспомнить, в чем состоит второй закон Ньютона. Он гласит, что как только появляется ненулевая внешняя сила F¯, действующая на тело массой m, то она неминуемо ведет к появлению ускорения a¯. Соответствующее выражение записывается в виде:

F¯ = m*a¯.

Мы можем, используя эту формулу, определить, в чем измеряется ускорение в данном случае. Сила выражается в ньютонах, а масса в килограммах, тогда получаем:

a¯ = F¯/m [Н/кг].

Ньютон не является базовой единицей в системе СИ, поэтому Н/кг редко применяется в задачах для выражения ускорения. Тем не менее, эту единицу можно встретить в некоторых задачах по динамике движения.

Движение по окружности

Мы специально выделили в отдельный пункт статьи вопрос перемещения тела по окружности. Дело в том, что во время вращения вокруг некоторой оси изменяться может не только абсолютное значение скорости тела, но и ее направление. Такой характер движения приводит к появлению у тела двух компонентов ускорения: нормального или центростремительного и тангенциального или касательного.

Касательная компонента описывает изменение модуля v¯, поэтому для нее используют единицу м/с². Тем не менее, вращение часто описывают в угловых величинах. Угловое же ускорение выражается в радианах в секунду в квадрате (рад/с²). Напомним, что радиан — это мера угла, который опирается на дугу длиною в один радиус окружности.

Что касается центростремительной компоненты ускорения, то для ее вычисления используют следующую формулу:

ac = v²/r.

Где r — радиус вращения. В чем измеряется центростремительное ускорение? Подставим в это выражение соответствующие единицы для v и r, получим:

ac = [м²/с²/м] = [м/с²].

Таким образом, нормальное ускорение измеряется в тех же единицах, что и полное ускорение (м/с²).

Измерение ускорения свободного падения

Это ускорение (его будем обозначать буквой g) возникает за счет действия на все тела, которые нас окружают, силы тяжести Земли. Среднее значение g на нашей планете равно 9,81 м/с², тем не менее эта величина колеблется на несколько процентов в зависимости от местности.

Наука, которая занимается измерением величины g, называется гравиметрией. Отвечая на вопрос, каким прибором измеряется ускорение, следует сказать, что это или абсолютный, или относительный гравиметр. Абсолютный гравиметр измеряет g в лоб, рассчитывая время падения тела в безвоздушном пространстве с некоторой высоты. Относительный гравиметр представляет собой пружину с грузом, удлинение которой калибруется согласно некоторому известному ускорению g в данной местности.

С помощью гравиметра ускорение свободного падения измеряется в галах. Эта единица названа в честь Галилея, который впервые в истории использовал математический маятник для вычисления ускорения g. Один гал равен сотой части м/с².

Измерение g в данной местности проводят с целью анализа состава горных пород, во время поиска полезных ископаемых или подземных вод. Применяют гравиметры также в археологии и сейсмологии.

Источник

1ku.ru

В чем измеряется ускорение в физике? Центростремительное и угловое ускорение. Измерение ускорения свободного падения

При решении задач по физике часто приходится выводить рабочие формулы с учетом предоставленного условия. Одной из самых надежных проверок правильности полученной формулы является совпадение единиц измерения в правой и левой частях равенства. В данной статье рассмотрим вопрос, в чем измеряется ускорение.

Дадим сразу определение этой величины, а затем поясним ее особенности. Под ускорением понимают быстроту, с которой изменяется скорость в каждый момент времени при движении тела. Поскольку скорость — это величина векторная, то изменяться может ее модуль и направление. Оба типа изменения описываются понятием ускорения.

Для определения мгновенного ускорения используют следующее выражение:

a¯ = dv¯/dt.

Взяв первую производную по времени от скорости, мы получим зависимость ускорения от t.

Помимо мгновенного ускорения (значение a¯ в конкретный момент времени), на практике часто применяют среднее ускорение. Оно определяется так:

acp¯ = Δv¯/Δt.

Здесь Δv¯ — это разность скоростей в конце и в начале промежутка времени Δt. В отличие от мгновенной величины, среднее ускорение характеризует весь процесс движения, поэтому на практике оно оказывается более полезным. Очевидно, если Δt->dt, то acp¯->a¯.

В чем измеряется ускорение?

Несложно ответить на этот вопрос, если рассмотреть записанные в предыдущем пункте формулы для мгновенной и средней величины. Как известно, скорость определяется в метрах в секунду (м/с). Конечно, можно применять и другие единицы измерения для v¯, например, километры или мили в час, однако мы ведем разговор о единицах международной системы СИ. Время в СИ измеряется в секундах (c). Взяв отношение этих величин, приходим к ответу на вопрос, в чем измеряется ускорение. Его единицами являются метр в квадратную секунду или сокращенно м/с².

Что означает запись: a = 1 м/с²? Это означает, что за каждую секунду перемещения тело увеличивает свою скорость на 1 м/с.

Далее будут приведены другие возможные единицы измерения ускорения, однако м/с² является базовой, и все другие единицы сводятся к ней.

Сила и ускорение

Записанное выше математическое определение ускорения не содержит никакой информации о том, откуда оно появляется, и что заставляет тела ускоряться. Ответы на эти вопросы можно понять, если вспомнить, в чем состоит второй закон Ньютона. Он гласит, что как только появляется ненулевая внешняя сила F¯, действующая на тело массой m, то она неминуемо ведет к появлению ускорения a¯. Соответствующее выражение записывается в виде:

F¯ = m*a¯.

Мы можем, используя эту формулу, определить, в чем измеряется ускорение в данном случае. Сила выражается в ньютонах, а масса в килограммах, тогда получаем:

a¯ = F¯/m [Н/кг].

Ньютон не является базовой единицей в системе СИ, поэтому Н/кг редко применяется в задачах для выражения ускорения. Тем не менее, эту единицу можно встретить в некоторых задачах по динамике движения.

Движение по окружности

Мы специально выделили в отдельный пункт статьи вопрос перемещения тела по окружности. Дело в том, что во время вращения вокруг некоторой оси изменяться может не только абсолютное значение скорости тела, но и ее направление. Такой характер движения приводит к появлению у тела двух компонентов ускорения: нормального или центростремительного и тангенциального или касательного.

Касательная компонента описывает изменение модуля v¯, поэтому для нее используют единицу м/с². Тем не менее, вращение часто описывают в угловых величинах. Угловое же ускорение выражается в радианах в секунду в квадрате (рад/с²). Напомним, что радиан — это мера угла, который опирается на дугу длиною в один радиус окружности.

Что касается центростремительной компоненты ускорения, то для ее вычисления используют следующую формулу:

ac = v²/r.

Где r — радиус вращения. В чем измеряется центростремительное ускорение? Подставим в это выражение соответствующие единицы для v и r, получим:

ac = [м²/с²/м] = [м/с²].

Таким образом, нормальное ускорение измеряется в тех же единицах, что и полное ускорение (м/с²).

Измерение ускорения свободного падения

Это ускорение (его будем обозначать буквой g) возникает за счет действия на все тела, которые нас окружают, силы тяжести Земли. Среднее значение g на нашей планете равно 9,81 м/с², тем не менее эта величина колеблется на несколько процентов в зависимости от местности.

Наука, которая занимается измерением величины g, называется гравиметрией. Отвечая на вопрос, каким прибором измеряется ускорение, следует сказать, что это или абсолютный, или относительный гравиметр. Абсолютный гравиметр измеряет g в лоб, рассчитывая время падения тела в безвоздушном пространстве с некоторой высоты. Относительный гравиметр представляет собой пружину с грузом, удлинение которой калибруется согласно некоторому известному ускорению g в данной местности.

С помощью гравиметра ускорение свободного падения измеряется в галах. Эта единица названа в честь Галилея, который впервые в истории использовал математический маятник для вычисления ускорения g. Один гал равен сотой части м/с².

Измерение g в данной местности проводят с целью анализа состава горных пород, во время поиска полезных ископаемых или подземных вод. Применяют гравиметры также в археологии и сейсмологии.

fb.ru

44. Приборы для измерения параметров движения. Приборостроение

44. Приборы для измерения параметров движения

Рассмотрим такие параметры движения, как скорость, ускорение, угловые скорость и ускорение.

Для измерения скорости поступательного перемещения достаточно знать длины пути и времени. Тогда средняя скорость:

где ?S – длина пути; ?t – промежуток времени.

Погрешность измерений, само собой разумеется, складывается из погрешностей измерений перемещений и времени

Измерение ускорения при поступательном перемещении измеряется точно так же:

Погрешность измерения ускорений также определяется погрешностями, допущенными при измерении величины перемещения и времени, затраченного на это перемещение.

Для измерения скорости перемещения поступательного движения часто пользуются приборами, которые преобразуют угловую скорость в линейную.

Сперва разберемся с угловой скоростью: это измерение угла поворота х за время ?t; эту величину называют средней угловой скоростью.

Если взять производную по времени, то получим угловое ускорение.

Для измерения линейной скорости применяются различные приборы с электрическими датчиками. Наиболее надежными из них являются приборы с индукционными датчиками: чувствительность – 0,07 мА/мм; погрешность – 12 мм при при 1 см/с.

Для измерения угловых скоростей применяются различные тахометры: механические, гидравлические, магнитные, электрические (обоих типов тока), импульсные и др.

Для измерения линейных ускорений при поступательном движении применяют акселерометры; наибольшей точностью из них обладают те, у которых имеются индуктивные датчики.

Для измерения угловых ускорений используют инерционные приборы с упругим стержнем, с инерционным диском и пружиной.

Перемещения в виде смещений и все другие параметры движения имеют место также при вибрации. Измеряются также частота и амплитуда вибраций, а также фаза, с этой целью применяются виброметры.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru

единица силы и её определение.каким прибором измеряют силу

Си́ла (в механике) — векторная величина, выражающая внешнее воздействие на материальное тело, заставляющее его испытывать ускорение или деформацию. Единицы измерения силы: * Ньютон * Килограмм-сила * Дина Согласно Первому закону Ньютона (Закону инерции) , сила является причиной неравномерного и непрямолинейного движения. Второй закон Ньютона определяет силу как произведение массы тела на ускорение, сообщенное ему этой силой Измеряется _Динамо́ме́тром_ (от греч. dýnamis — «сила» и metrе́o — «измеряю» ) — это прибор для измерения силы или момента, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчётного устройства. В силовом звене динамометра измеряемое усилие преобразуется в деформацию, которая непосредственно или через передачу сообщается отсчётному устройству. Динамометром можно измерять усилия от нескольких ньютонов (н, долей кгс) до 1 Мн (100 тс) . По принципу действия различают динамометры механические (пружинные или рычажные) , гидравлические и электронные.

Насколько я помню — единица силы — «Ньютон». А измеряется динамометром. хотя, может быть, я и ошибаюсь

ньютон, измеряется динамометром

touch.otvet.mail.ru

Ответы@Mail.Ru: Каким прибором измеряется скорость??

спидометр или скоростомер

Скорость чего? А на машине спидометром

:)))) спидометром, естественно :)))

Измеритель скорости «Искра – 1

touch.otvet.mail.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о