Lực kế không chỉ phục vụ thí nghiệm trong quá trình học tập mà việc đo lường của lực kế còn được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển, phòng thí nghiệm, chất lượng, sản xuất và môi trường thực địa. Vậy lực kế là gì? Có bao nhiêu loại lực kế? Lực kế dùng để làm gì? Cách sử dụng nhiệt kế như thế nào?
Mục lục bài viết
1. Lực kế là gì?
Lực kế là dụng cụ dùng để đo độ lớn, cường độ của lực. Việc đo này được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển, phòng thí nghiệm, chất lượng, sản xuất và môi trường thực địa. Trên thực thế, có rất nhiều loại lực kế khác nhau, nhưng chúng ta sẽ thường được tiếp cận với chiếc lực kế đơn giản nhất chính là lực kế lò xo, được sử dụng trong các tiết học thực hành trên lớp. Ngoài ra còn có các lực kế khác như: lực kế điện tử, lực kế để đo lực kéo, đẩy,…
2. Cấu tạo của lực kế:
Lực kế có một chiếc lò xo, một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia được gắn một cái móc và một cái kim chỉ thị. Kim chỉ thị chạy trên mặt một bảng chia độ.
Cấu tạo của lực kế lò xo đơn giản có những bộ phận sau: Móc treo lực kế, lò xo, kim chỉ thị, vỏ lực kế (trên vỏ mặt có bảng chia độ), móc treo vật.
– Móc treo lực kế: Có tác dụng giúp cố định lực kế trên giá treo thí nghiệm nhằm đảm bảo lực kế không có thêm các ngoại lực tác động. Để đo được trọng lượng của một vật thì chiếc lực kế của chúng ta cần cân bằng, không bị lỗi.
– Lò xo: Lò xo sẽ được gắn bên trong vỏ lực kế để đo trọng lượng của vật.
– Kim chỉ thị: Kim chỉ thị dùng để chỉ độ lớn của lực. Khi chúng ta treo một vật nào đó vào lực kế, lúc đó kim chỉ thị sẽ chuyển động đến đúng trọng lượng của vật đó. Kim chỉ thị ngừng chuyển động thì lúc này vật đó đã được đo xong đúng trọng lượng.
– Vỏ lực kế: Vỏ lực kế khá quan trọng, nó đóng vai trò đảm bảo cho lò xo và kim chỉ thị tránh bị tác động bên ngoài trong quá trình tiến hành đo. Trên vỏ lực kế còn có các vạch chia độ hiển thị độ lớn của lực. Thang chia độ đo được chia theo đơn vị Newton và có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất.
– Móc treo vật: Móc treo vật có tác dụng cố định vật vào lực kế.
3. Phân loại lực kế:
Hiện nay, có hai loại lực kế cơ bản: lực kế cơ học và lực kế kĩ thuật số.
– Lực kế cơ học: Đây là loại lực kế cơ học thông thường hay gọi đơn giản là thang đo lò xo, có móc và lò xo gắn vào một vật thể và đo lực tác dụng lên lò xo để kéo dài nó. Một ví dụ khác là máy đo biến dạng cơ học.
– Lực kế kỹ thuật số: Lực kế kỹ thuật số là một cảm biến tải, được kết hợp với phần mềm và màn hình. Một cảm biến tải là một thiết bị điện tử dùng để chuyển đổi một lực thành tín hiệu điện. Thông qua sự sắp xếp cơ học, lực được cảm nhận làm biến dạng một máy đo biến dạng. Lúc này, máy đo biến dạng sẽ chuyển đổi biến dạng thành tín hiệu điện. Phần mềm và thiết bị điện tử của máy đo lực chuyển đổi điện áp của tế bào tải thành giá trị lực được hiển thị trên thiết bị.
4. Lực kế được dùng để làm gì?
Trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, lực kế được sử dụng rất nhiều để đo và tính toán trọng lượng của một vật. Ngoài ra, lực kế còn dùng để đo lực đẩy, lực kéo hay hai lực kết hợp. Tuy nhiên, lực kế lò xo dùng để đo trọng lượng và khối lượng vẫn được sử dụng nhiều nhất trong trường hợp này.
5. Cách sử dụng lực kế:
– Chuẩn bị:
+ Một chiếc lực kế lò xo.
+ Vật cần đo trọng lượng.
– Các bước tiến hành đo:
+ Bước 1: Đầu tiên, điều chỉnh kim chỉ thị về đúng vạch số 0.
+ Bước 2: Cho lực cần đo tác dụng vào lò xo của lực kế.
+ Bước 3: Tiến hành cầm vào vỏ lực kế sao cho phương của lò xo nằm dọc theo phương của lực cần đo.
+ Bước 4: Đọc và ghi kết quả nhận được.
6. Một số bài tập về lực kế:
Bài 1: Treo một vật vào lực kế, nhận xét nào sau đây là đúng?
A. Lực mà lò xo lực kế tác dụng vào vật là lực đàn hồi.
B. Lực mà vật tác dụng vào lò xo là trọng lượng vât.
C. Lực mà vật tác dụng vào lò xo và lực mà lò xo tác dụng vào vật là hai lực cân bằng.
D. Cả ba đáp án trên đều đúng.
Đáp án: A. Lực mà lò xo lực kế tác dụng vào vật là lực đàn hồi.
Bài 2: Trong các câu sau đây, câu nào đúng?
A. Lực kế là dụng cụ dùng để đo khối lượng.
B. Cân Robecvan là dụng cụ dùng để đo trọng lượng.
C. Lực kế là dụng cụ dùng để đo cả trọng lượng và khối lượng.
D. Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực, còn cân Robecvan dùng để đo khối lượng.
Đáp án: D. Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực, còn cân Robecvan dùng để đo khối lượng.
Bài 3: Muốn đo thể tích và trọng lượng của một hòn sỏi thì người ta phải dùng:
A. Cân và thước.
B. Lực kế và thước.
C. Cân và thước đo độ.
D. Lực kế và bình chia độ.
Đáp án: D. Lực kế và bình chia độ.
Bài 4: Câu nào dưới đây không đúng?
A. Khối lượng của túi đường chỉ lượng đường chứa trong túi.
B. Trọng lượng của một người là độ lớn của lực hút của Trái Đất tác dụng lên người đó.
C. Trọng lượng của một vật tỉ lệ thuận với khối lượng của vật đó.
D. Khối lượng của một vật phụ thuộc vào trọng lượng của nó.
Đáp án: D. Khối lượng của một vật phụ thuộc vào trọng lượng của nó.
Bài 5: Câu nào dưới đây là đúng:
A. Lực kế là dụng cụ để đo cả trọng lượng và khối lượng.
B. Khi cân hàng hóa đem theo người lên máy bay thì ta cần quan tâm đến trọng lượng của hàng hóa đó.
C. Khi cân một túi kẹo thì ta cần quan tâm đến trọng lượng của túi kẹo.
D. Khi một xe oto tải chạy qua một chiếc cầu yếu, nếu khối lượng của oto quá lớn sẽ làm cầu bị gãy.
Đáp án: B. Khi cân hàng hóa đem theo người lên máy bay thì ta cần quan tâm đến trọng lượng của hàng hóa đó.
Bài 6: Dùng từ thích hợp: phương, vạch 0, lực cần đo đề điền vào chỗ trống trong các câu sau:
Đầu tiên, phải điều chinh số 0, nghĩa là phải điều chỉnh sao cho khi chưa đo lực, kim chỉ thị nằm đúng (1)… Cho (2)… tác dụng vào lò xo của lực kế. Phải cầm vào vỏ lực kế và hướng sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo (3) … của lực cần đo
Đáp án:
Đầu tiên, phải điều chỉnh số 0, nghĩa là phải điều chỉnh sao cho khi chưa đo lực, kim chỉ thị nằm đúng (1) vạch 0. Cho (2) lực cần đo tác dụng vào lò xo của lực kế. Phải cầm vào vỏ lực kế và hướng sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo (3) phương của lực cần đo.
Bài 7: Hãy giải thích tại sao trên các “cân bỏ túi” bán ở ngoài phố” người ta không chia độ theo đơn vị Newton mà lại chia độ theo đơn vị kilôgam? Thực chất các “cân bỏ túi” là dụng cụ gì?
Giải:
Người ta chia độ theo kilôgam mà không chia độ theo Newton vì trong cuộc sống người ta cần biết khối lượng của vật, nếu cần biết trọng lượng vật người ta dùng hệ thức P = 10m để xác định trọng lượng vật. Thực chất “cân bỏ túi” là lực kế nhỏ.
Bài 8: Dùng từ thích hợp: kim chỉ thị, lò xo, bảng chia độ để điền vào chỗ trống của các câu sau:
Lực kế có một chiếc (1) … một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia có gắn một cái móc và một cái (2)… chỉ thị chạy trên mặt một (3)…
Giải:
Lực kế có một chiếc (1) lò xo một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia có gắn một cái móc và một cái (2) kim chỉ thị. Kim chỉ thị chạy trên mặt một (3) bảng chia độ.
Bài 9: Lực kế lò xo dùng trong trường học có thang chia độ theo đơn vị niutơn. Nhưng “cân lò xo” mà người đi chợ mua hàng thường đem theo lại có thang chia độ theo đơn vị kilôgam. Giải thích tại sao người ta có thể làm được như vậy?
