Прибор измеряющий силу действующую на тело. Приборы для измерения силы: динамометры, акселерометры и другие устройства — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие существуют приборы для измерения силы. Как работает динамометр. Что такое акселерометр и где он применяется. Какие еще устройства используются для определения силы и ускорения.

Содержание

Динамометр — классический прибор для измерения силы

Динамометр является одним из наиболее распространенных и простых приборов для измерения силы. Его принцип действия основан на упругой деформации пружины под действием приложенной силы.

Устройство динамометра включает следующие основные элементы:

Корпус с градуированной шкалой
Упругая пружина
Крючок или другое приспособление для крепления груза
Указатель (стрелка), соединенный с пружиной

Как работает динамометр? При подвешивании груза пружина растягивается, и указатель перемещается вдоль шкалы, показывая величину действующей силы. Шкала динамометра обычно проградуирована в ньютонах.

Акселерометр — прибор для измерения ускорения

Акселерометр — это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. Он позволяет определить силу, действующую на тело, через измерение ускорения.

Принцип работы акселерометра основан на втором законе Ньютона: F = ma. Измеряя ускорение a и зная массу тела m, можно вычислить действующую силу F.

Где применяются акселерометры?

В системах управления ракет
В авиационных приборах
В смартфонах и планшетах
В автомобильных системах безопасности
В сейсмографах

Тензодатчики — измерение силы через деформацию

Тензодатчики позволяют измерять силу через определение деформации упругого элемента. Принцип их работы основан на изменении электрического сопротивления проводника при его растяжении или сжатии.

Основные преимущества тензодатчиков:

Высокая точность измерений
Возможность измерения больших сил
Компактные размеры
Простота интеграции в электронные системы

Тензодатчики широко применяются в весах, испытательном оборудовании, системах контроля нагрузок.

Пьезоэлектрические датчики силы

Пьезоэлектрические датчики используют свойство некоторых кристаллов генерировать электрический заряд под действием механического напряжения. Это позволяет преобразовывать силу в электрический сигнал.

Ключевые особенности пьезоэлектрических датчиков силы:

Высокое быстродействие
Широкий динамический диапазон
Высокая чувствительность
Компактность

Такие датчики применяются для измерения быстро меняющихся сил, например, в баллистике, при испытаниях двигателей, в системах контроля качества.

Гидравлические и пневматические силоизмерители

В этих приборах сила преобразуется в давление жидкости или газа. Давление измеряется манометром, что позволяет определить действующую силу.

Преимущества гидравлических и пневматических силоизмерителей:

Возможность измерения очень больших сил
Простота конструкции
Надежность
Возможность дистанционного измерения

Такие устройства часто используются в промышленности, строительстве, при испытаниях крупногабаритных конструкций.

Современные цифровые измерители силы

Цифровые измерители силы сочетают в себе различные сенсоры с электронными системами обработки данных. Это позволяет получать точные результаты измерений в цифровом виде.

Возможности современных цифровых измерителей силы:

Высокая точность измерений
Автоматическая калибровка
Хранение и передача данных
Программируемые режимы измерений
Интеграция с компьютерными системами

Такие приборы находят применение в научных исследованиях, высокотехнологичных производствах, медицине.

Как выбрать подходящий прибор для измерения силы?

При выборе прибора для измерения силы следует учитывать несколько ключевых факторов:

Диапазон измеряемых сил
Требуемая точность измерений
Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
Динамика измеряемых сил (статические или быстро меняющиеся)
Необходимость интеграции с другими системами
Стоимость прибора и обслуживания

Правильный выбор измерительного прибора позволит получать достоверные данные о действующих силах в конкретных условиях применения.

Калибровка и поверка приборов для измерения силы

Для обеспечения точности измерений приборы для определения силы требуют регулярной калибровки и поверки. Это особенно важно для устройств, используемых в научных исследованиях, промышленности и торговле.

Основные этапы калибровки измерителей силы:

Подготовка эталонных грузов или силозадающих устройств

Снятие показаний прибора при различных нагрузках
Построение калибровочной кривой
Определение погрешности измерений
Настройка прибора (при необходимости)

Периодичность калибровки зависит от типа прибора, интенсивности его использования и требований к точности измерений.

Перспективы развития приборов для измерения силы

Развитие технологий открывает новые возможности для создания более совершенных приборов измерения силы. Некоторые перспективные направления:

Использование наноматериалов для создания сверхчувствительных сенсоров
Применение квантовых эффектов для высокоточных измерений
Разработка «умных» датчиков с функциями самодиагностики и адаптации
Создание беспроводных сетей распределенных датчиков силы
Интеграция измерителей силы с системами искусственного интеллекта

Эти инновации позволят расширить возможности измерения сил в различных областях науки и техники.

Колебания груза на пружине — урок. Физика, 9 класс.

Механическая колебательная система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) \(k\), один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы \(m\), называется пружинным маятником.

Рис. \(1\). Колебания пружинного маятника

Рассмотрим простейший пружинный маятник — движущееся по горизонтальной плоскости твёрдое тело (груз), прикреплённое пружиной к стене (рис. \(1\)). Допустим, что силы трения не оказывают существенного влияния на движение груза.

Первоначально пружина не деформирована (не растянута и не сжата), поэтому никакие силы в горизонтальном направлении на груз не действуют. Точка О — положение равновесия груза.

Переместим груз вправо. Пружина при этом растянется, и в ней возникнет сила упругости, направленная влево, к положению равновесия, и по модулю равная:

Fупр=kx=kA,

где \(x=A\) — максимальное (амплитудное) отклонение груза от положения равновесия.

Если отпустить груз, то под действием силы упругости он начнёт ускоренно перемещаться влево, к точке \(О\), по мере приближения к которой скорость груза будет возрастать от нуля до некоторого максимального значения. При приближении к точке равновесия деформация пружины уменьшается, а значит, уменьшается и сила упругости. Так как груз имеет скорость при прохождении положения равновесия, то он по инерции продолжает свое движение влево. Теперь пружина начинает сжиматься (деформация сжатия), что приводит к возникновению силы упругости, направленной вправо, т.е. к положению равновесия. По мере возрастания степени деформации пружины сила растет и все больше тормозит движение груза. В конце концов, груз останавливается.

Но сила упругости, направленная к точке \(О\), будет продолжать действовать, поэтому груз вновь придёт в движение в обратную сторону, вправо, и на обратном пути его скорость будет возрастать от нуля до максимального значения в точке \(О\).

Движение груза от точки \(О\) к крайней правой точке снова приведёт к растяжению пружины, опять возникнет сила упругости, направленная к положению равновесия и замедляющая движение груза до полной его остановки.

Мы описали одно полное колебание.

В каждой точке траектории, кроме положения равновесия, на груз действует сила упругости пружины, которая направлена к положению равновесия.

Второй закон Ньютона для такой системы при условии отсутствия внешних сил и сил трения имеет вид:

ma=−kx, откуда

a=−kmx — ускорение пружинного маятника.

Обрати внимание!

Данная формула справедлива и для вертикального пружинного маятника (рис. \(2\)) в котором действуют сила тяжести груза и сила упругости пружины.

Рис. \(2\). Колебания вертикального пружинного маятника

Обрати внимание!

Ускорение тела, колеблющегося на пружине, не зависит от силы тяжести, действующей на это тело. Сила тяжести только приводит к первоначальному изменению (смещению вниз) положения равновесия (рис. \(3\)).

Рис. \(3\). Изображение смещения маятника

Период свободных колебаний пружинного маятника определяется по формуле Гюйгенса:

T=2πmk, где

\(m\) — масса груза,

\(k\) — коэффициент жёсткости пружины.

Пружинные маятники широко используются в качестве акселерометра в системах управления баллистических ракет, контактных взрывателях артиллерийских и авиационных боеприпасов и т. п.

Акселерометр (лат. accelero — «ускоряю» и др.-греч. μετρέω — «измеряю») — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). Как правило, акселерометр представляет собой чувствительную массу, закреплённую в упругом подвесе. Отклонение массы от её первоначального положения при наличии кажущегося ускорения несёт информацию о величине этого ускорения.

Рис. \(4\). Схема акселерометра

На рисунке \(4\) — схема простейшего акселерометра. Груз закреплён на пружине. Демпфер подавляет колебания груза. Чем больше кажущееся ускорение, тем сильнее деформируется пружина, изменяя показания прибора.

Источники:

Рис. 1. Колебания пружинного маятника. © ЯКласс.
Рис. 2. Колебания вертикального пружинного маятника. © ЯКласс.

Рис. 3. Изображение смещения маятника.

Рис. 4. Схема акселерометра.

Экзаменационный материал по физике | Материал для подготовки к ЕГЭ (ГИА):

Экзамен по физике

Инструкция по выполнению работы

Работа состоит из 3 частей, включающих 15 заданий. Часть 1 содержит 10 заданий (А1–А10). В данной части содержатся задания с выбором ответа, на соответствие и задания, ответы которых необходимо вписать в определённое поле. Часть 2 содержит 3 задания (В1, В2, В3), часть 3 состоит из 2 задачи (С1, С2), для которых требуется дать развернутые решения. При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор. Внимательно прочитайте каждое задание и предлагаемые варианты ответа, если они имеются. Отвечайте только после того, как вы поняли вопрос и проанализировали все варианты ответа. Выполняйте задания в том порядке, в котором они даны. Если какое-то задание вызывает у вас затруднение, пропустите его. К пропущенным заданиям можно будет вернуться, если у вас останется время. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов. За правильный ответ задания из 1 части вы получаете 1 балл, из 2 части – 2 балла и из 3 части – 3 балла. Максимальное количество баллов – 22.

Критерии оценивания:

«5»- 20-22б

«4» 13-19 б

«3» 8-12 б

«2»- менее 8 б

Желаем успеха!

1 вариант

А1.В инерциальной системе отсчета тело движется с ускорением, если

1) инерциальная система отсчета движется с ускорением

2) на тело действуют другие тела

3) тело движется по окружности с постоянной скоростью

4) результирующая сила, действующая на тело равна нулю

А2. Установить соответствие:

А. Магнитный поток 1. Тл

Б. Магнитная индукция 2. Дж

В. Индуктивность 3. Гн

4. Вб

А.3 Автомобиль, трогаясь с места, движется с ускорением 3 м/с2 . Через 4 с скорость автомобиля будет равна

1) 12 м/с 2) 0,75 м/с 3) 48 м/с 4) 6 м/с

А4.Какой вид теплообмена сопровождается переносом вещества?

1) конвекция

2) излучение

3) теплопроводность и конвекция

4) теплопроводность

А.5 Камень массой 0,2 кг, брошенный вертикально вверх скоростью 10 м/с, упал в том же месте со скоростью 8 м/с. Найдите работу сил сопротивления воздуха за время движения камня.

1) 1,8 Дж 2) -3,6 Дж 3) -18 Дж 4) 36 Дж

А6. Пластины заряженного и отключенного от батареи конденсатора раздвинули, увеличив расстояние между ними вдвое. Как изменилась напряженность поля в конденсаторе?

1) уменьшилась в два раза

2) стала равной нулю

3) увеличилась в два раза

4) не изменилась

А7. На рисунке показан график зависимости силы тока в металлическом проводнике от времени. Определите частоту колебаний тока.

1) 8 Гц
2) 0,125 Гц
3) 6 Гц
4) 4 Гц

А8. Какое из трех типов излучений ( α-, β- или γ-излучение) обладает наибольшей проникающей способностью?

	1)	α -излучение
	2)	β -излучение
	3)	γ -излучение
	4)	все примерно в одинаковой степени

А9. Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звёздах.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звёзд.

1) Звезда Сириус А относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела.

2) Звезда Ригель относится к сверхгигантам.

3) Наше Солнце имеет максимальную массу для звёзд главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела.

4) Звезда Сириус В относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела.

5) Звезда Центавра А относится к белым карликам.

Ответ:_______________

А10. Световой пучок переходит из воздуха в стекло (см. рисунок).

Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, длиной волны? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Частота	Скорость	Длина волны

В.1 Масса поезда 3000т. Коэффициент трения 0,02. Какова должна быть сила тяги паровоза, чтобы поезд набрал скорость 60 км/ч через 2 мин после начала движения? Движение при разгоне поезда считать равноускоренным.

В2. Длина активной части проводника 20 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 900. С какой силой магнитное поле с индукцией 50мТл действует на проводник, если сила тока в нем 10 А?

В3. Найдите ЭДС индукции в контуре, если за 0,01с магнитный поток увеличился на 400 мВб.

С1. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 =290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U =1,5 В . Определите длину волны λ .

С2. В калориметре находится т1= 0,5 кг воды при температуре t1= 10 °С. В воду положили m2 = 1 кг льда при температуре t2 = -30 °С. Какая температура θ °С установится в калориметре, если его теплоемкостью можно пренебречь?

Экзамен по физике

Инструкция по выполнению работы

Критерии оценивания:

«5»- 20-22б

«4» 13-19 б

«3» 8-12 б

«2»- менее 8 б

Желаем успеха!

2 вариант

А1. Какие из нижеприведенных суждений о законе всемирного тяготения правильны?

A. Сила тяготения прямо пропорциональна массам взаимодействующих тел.

Б. Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния между взаимодействующими телами.

B. Взаимодействие между телами происходит мгновенно.

Г. Взаимодействие происходит по закону упругого удара.

1)только А

2) А и Б

3) А, Б, В

4) А, Б, В, Г

А2. Установите соответствие между описанием приборов и их названиями: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ

НАЗВАНИЕ ПРИБОРОВ

А) Прибор, измеряющий мгновенную скорость тела

Б) Прибор, измеряющий силу, действующую на тела

В) Прибор, измеряющий ускорение

Г) Прибор, измеряющий атмосферное давление

1) гигрометр

2) спидометр

3) динамометр

4) измерительная линейка

5) акселерометр

6) барометр-анероид

Ответ:

А3. Автомобиль массой 500 кг, двигаясь прямолинейно и равнозамедленно, прошел до полной остановки расстояние в 50 м за 10 секунд. Сила торможения, действующая на автомобиль, равна

1) 500 Н 2) 750 Н 3) 1000 Н 4) 1500Н

А.4 Камень брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня равна его потенциальной энергии?

1) 2,5 м 2) 3, 5 м 3) 1,4 м 4) 3,2 м

А.5 За 1 цикл рабочее тело теплового двигателя совершило работу 30 кДж и отдало холодильнику 70 кДж количества теплоты. КПД двигателя равен

1) 70% 2) 43% 3) 30% 4) 35%

А6. Найдите энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.

1) 2,5 Дж 2) 2,0 Дж 3) 1,5 Дж 4) 1,0 Дж

А7. Электромагнитная индукция – это:

1) явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся

заряд;

2) явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при

изменении магнитного потока;

3)явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с

током.

А8. Опыты Э. Резерфорда по рассеянию α-частиц показали, что

А. почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

Б. ядро имеет положительный заряд.

Какое(-ие) из утверждений правильно(-ы)?

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	и А, и Б
	4)	ни А, ни Б

А9. На рисунке приведено схематическое изображение солнечной системы. Планеты на этом рисунке обозначены цифрами. Выберите из приведенных ниже утверждений два верных, и укажите их номера.

1) Планета 5 состоит, в основном, из твердых веществ.

2) Температура на планете 4 колеблется от –70 °С до 0 °С.

3) Планета 2 не имеет спутников.

4) Плотность планеты 7 близка к плотности Земли.

5) Планета 6 не имеет атмосферы.

Ответ: _________________

А10. Атом магния 12Mg24 содержит… Ответ запишите через запятую.

протонов-… ; нейтронов-….; электронов-…

Ответ: __________________

В.1 Чему равна молярная масса газа, плотность которого 0,2 кг/м3 , температура 250 К, давление 19 кПа?

В2. Определите индуктивность катушки, которую при силе тока 6 А пронизывает магнитный поток 120мВб.

В3. Расстояние между ближайшими гребнями волн 10м. Какова частота ударов волн о корпус, если скорость волн 3 м/с ?

С.1 Электрон, начальная скорость которого равна нулю, начал двигаться в однородном поле напряженностью 1,5 В/м. На каком расстоянии его скорость возрастает до 2000 км/с? me = 9,1×10 -31кг, e = 1,6×10-19 Кл.

С2. Брусок массой 5 кг покоится на шероховатом горизонтальном столе. Коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью стола равен 0,2. На этот брусок действуют горизонтально направленной силой 2,5 Н. Чему равна по модулю возникающая при этом сила трения?

Экзамен по физике

Инструкция по выполнению работы

Критерии оценивания:

«5»- 20-22б

«4» 13-19 б

«3» 8-12 б

«2»- менее 8 б

Желаем успеха!

3 вариант

А1. Гравитационная сила, с которой два небольших тела притягиваются друг к другу, равна F. Если расстояние между телами увеличить в 3 раза, то гравитационная сила

1) увеличится в 3 раза

2) уменьшится в 3 раза

3) увеличится в 9 раз

4) уменьшится в 9 раз

А2. Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ПРИБОРЫ

А) Частота колебаний маятника

Б) Амплитуда колебаний маятника

1) Динамометр

2) Секундомер

3) Амперметр

4) Линейка

Ответ:

А.3 Тело массой 1 кг равномерно и прямолинейно движется по горизонтальной плоскости. На тело действует сила F= 2Н. Каков коэффициент трения между телом и плоскостью?

1) 2 2) 1 3) 0,5 4) 0,2

А.4 Температура нагревателя идеальной машины Карно 700 К, а температура холодильника 420 К. Каков КПД идеальной машины?

1) 60% 2) 40% 3) 30% 4) 45%

А.5 Чему равно изменение импульса тела, если на него в течение 5 с действовала сила 15 Н?

1) 3 кг·м/с 2) 5 кг·м/с 3) 15 кг·м/с 4) 75 кг·м/с

А6. К источнику постоянного тока с ЭДС 9 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом подключен резистор. Какое количество теплоты выделяется в резисторе за 1 с, если ток в цепи равен 2 А? Сопротивление соединительных проводов пренебрежимо мало.

1) 2Дж 2) 4Дж 3) 16Дж 4) 18Дж

А7. Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре,

если:

1) Контур находится в однородном магнитном поле;

2) Контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

3) Изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

А8 Какое из приведённых ниже выражений определяет понятие дисперсия?

1). Наложение когерентных волн.

2). Разложение света в спектр при преломлении.

3). Преобразование естественного света в плоскополяризованный.

4). Огибание волной препятствий.

А9. Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звёздах.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звёзд.

1) Звезда Сириус А относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела.

2) Звезда Ригель относится к сверхгигантам.

4) Звезда Сириус В относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела.

5) Звезда Центавра А относится к белым карликам.

Ответ:_______________

А10. Написать недостающие обозначения в следующей ядерной реакции:

? +1H 1 = 12Mg24 + 2He4

В.1 Автомобиль массой 2 т движется по выпуклому мосту, имеющему радиус кривизны 200 м, со скоростью 36 км/ч. Найдите силу нормального давления в верхней точке траектории.

В2. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 10 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 20 Тл.

В3. Генератор ВЧ работает на частоте 150 МГц. Длина волны электромагнитного излучения равна…

С.1 Двигаясь между двумя точками в электрическом поле, электрон приобрел скорость V= 2000 км/с. Чему равно напряжение между этими точками me = 9,1×10 -31кг, e = 1,6×10-19 Кл.

С2. В теплоизолированном сосуде содержится смесь m1 = 1 кг воды и m2 = 100 г льда при температуре tₒ = 0 °С. В сосуд вводят m3 = 5 г пара при температуре t3 = 100 °С. Какой будет температура θ °С в сосуде после установления теплового равновесия? Теплоемкость сосуда не учитывать. Ответ представьте в кельвинах.

Экзамен по физике

Инструкция по выполнению работы

Критерии оценивания:

«5»- 20-22б

«4» 13-19 б

«3» 8-12 б

«2»- менее 8 б

Желаем успеха!

4 вариант

А.1 На рисунках изображены графики зависимости модуля ускорения от времени для разных видов движения по прямой. Какой график соответствует равномерному движению?

А2. Установить соответствие:

А.Магнитная индукция 1. Гн

Б. Индуктивность 2. Тл

В. Магнитный поток 3. А

4. Вб

А3. По горизонтальной гладкой поверхности движется груз массой 10 кг под действием силы 70 Н, направленной под углом 60° к горизонту. Определите, с каким ускорением движется груз?

1) 1,5 м/с2 2) 2,5 м/с2 3) 3,5 м/с2 4) 4,5 м/с

А4. При каких условиях законы идеального газа применимы для реальных газов?

1) при больших плотностях и низких температурах

2) при больших плотностях и высоких температурах

3) при малых плотностях и высоких температурах

4) при малых плотностях и низких температурах

А5. Человек прыгает с неподвижной тележки со скоростью 10 м/с относительно Земли. Определите скорость, с которой покатится тележка, если масса человека 50 кг, а тележки — 100 кг.

1) 5 м/с 2) 10 м/с 3) 25 м/с 4) 2 м/с

А6. Напряженность однородного электрического поля равна 12 В/м. В него вносят металлическую сферу диаметром 0,5 см. Найдите напряженность электрического поля в точке, отстоящей от центра сферы на расстоянии 0,1 см.

1) 22В/м 2) 0 В/м 3) 2 В/м 4) 10 В/м

А7. Какое явление доказывает, что свет — это поперечная волна?

1) Дисперсия 2) Дифракция 3) Интерференция 4) Поляризация

А8. Атом натрия 11Na23 содержит

	1)	11 протонов, 23 нейтрона и 34 электрона
	2)	23 протона, 11 нейтронов и 11 электронов
	3)	12 протонов, 11 нейтронов и 12 электронов
	4)	11 протонов, 12 нейтронов и 11 электронов

1) Планета 5 состоит, в основном, из твердых веществ.

2) Температура на планете 4 колеблется от –70 °С до 0 °С.

3) Планета 2 не имеет спутников.

4) Плотность планеты 7 близка к плотности Земли.

5) Планета 6 не имеет атмосферы.

Ответ: _________________

А10. Определите, какие из реакций называют термоядерными

1). Реакции деления легких ядер

2). Реакции деления тяжелых ядер

3). Реакции синтеза между легкими ядрами

4). Реакции синтеза между тяжелыми ядрами

В.1 Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 800 моль, на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить приращение его внутренней энергии.

В2. По катушке протекает ток, создающий магнитное поле энергией 5 Дж. Магнитный поток через катушку 10 Вб. Найти силу тока

В3. Динамик подключен к выходу звукового генератора. Частота колебаний 170 Гц. Определите длину звуковой волны в воздухе, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с.

С1. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 =290 нм. Фотокатод облучают светом с длиной волны λ= 220 нм . При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается?

С2. Брусок массой m1= 600 г, движущийся со скоростью v1= 2 м/с, сталкивается с неподвижным бруском массой т2 = 200 г. Какой будет скорость v1 первого бруска после столкновения? Удар считать центральным и абсолютно упругим

Установление соответствия, часть 1 — Студопедия

1.Тело движется вдоль оси Ох из начала координат с постоянным ускорением. Направления начальной скорости и ускорения a тела указаны на рисунке.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2.Тело движется вдоль оси Ох из начала координат с постоянным ускорением. Направления начальной скорости и ускорения a тела указаны на рисунке.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

3.Груз изображенного на рисунке пружинного маятника может совершать гармонические колебания между точками 1 и 3.

Период колебаний груза Т. Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания груза после начала колебаний из положения в точке 1.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Б)		1) Потенциальная энергия пружинного маятника; 2) Кинетическая энергия груза на пружине; 3) Проекция скорости груза на ось Ох; 4) Проекция ускорения груза на ось

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

4.Груз изображенного на рисунке пружинного маятника может совершать гармонические колебания между точками 1 и 3. Период колебаний груза Т.

Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания груза после начала колебаний из положения в точке 1.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Б)		1) Потенциальная энергия пружинного маятника; 2) Кинетическая энергия груза на пружине; 3) Проекция скорости груза на ось Ох; 4) Проекция ускорения груза на ось Ох.

5.Математический маятник совершает гармонические колебания между точками 1 и 2.

Графики А и Б представляют зависимость от времени t физических величин, характеризующих колебания. В начальный момент времени маятник находился в положении 1.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Б)		1) Проекция скорости на ось Оy; 2) Проекция ускорения на ось Ох; 3) Кинетическая энергия маятника; 4) Потенциальная энергия маятника относительно поверхности земли.

6.Математический маятник совершает гармонические колебания между точками 1 и 2.

Графики А и Б представляют зависимость от времени t физических величин, характеризующих колебания. В начальный момент времени t маятник находился в положении 1.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Б)		1) Потенциальная энергия маятника относительно поверхности земли; 2) Кинетическая энергия маятника; 3) Проекция ускорения на ось Ох. 4) Проекция скорости на ось Ох.

7.Камень бросили вертикально вверх с поверхности земли. Считая сопротивление воздуха малым, установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
		1) Проекция скорости камня ; 2) Кинетическая энергия камня; 3) Проекция ускорения камня ; 4) Энергия взаимодействия камня с Землей.

8.Камень бросили вертикально вверх с поверхности земли. Считая сопротивление воздуха малым, установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ:

1) проекция скорости камня ;

2) кинетическая энергия камня;

3) проекция ускорения камня ;

4) энергия взаимодействия камня с Землей.

9.Установите соответствие между описанием приборов и их названиями: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ		НАЗВАНИЕ ПРИБОРОВ
А) Прибор, измеряющий мгновенную скорость тела Б) Прибор, измеряющий силу, действующую на тела В) Прибор, измеряющий ускорение Г) Прибор, измеряющий атмосферное давление		1) гигрометр 2) спидометр 3) динамометр 4) измерительная линейка 5) акселерометр 6) барометр-анероид

10.Установите соответствие между понятиями и их определениями: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПОНЯТИЕ		ОПРЕДЕЛЕНИЕ
А) Замкнутая система Б) Импульс тела В) Поперечная волна Г) Кинетическая энергия		1) Волна, в которой движение частиц среды происходит в направлении распространения волны. 2) Система тел, взаимодействующих только между собой и не взаимодействующих с телами, не входящими в эту систему. 3) Величина, равная произведению массы тела на его скорость. 4) Волна, в которой частицы среды перемещаются перпендикулярно направлению распространения волны. 5) Системы отсчета, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на него не подействуют другие тела или действия других тел компенсируются. 6) Величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости.

11.Груз массой подвешенный к длинной нерастяжимой нити длиной совершает колебания с периодом Угол максимального отклонения равен Что произойдет с периодом колебаний, максимальной кинетической энергией и частотой колебаний нитяного маятника, если при неизменном максимальном угле отклонения груза увеличить длину нити?

К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Период колебаний Б) Максимальная кинетическая энергия В) Частота колебаний		1) Увеличивается 2) Уменьшается 3) Не изменится

12.Груз, подвешенный на пружине, совершает вынужденные гармонические колебания под действием силы, меняющейся с частотой Установите соответствие между физическими величинами и частотой их изменения в этом процессе. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ЧАСТОТА ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А) Кинетическая энергия Б) Скорость		1) 2) 3) 4)

13.Шарик висит на нити. В нем застревает пуля, летящая горизонтально, в результате чего нить отклоняется на некоторый угол. Как изменятся при увеличении массы шарика следующие три величины: импульс, полученный шариком в результате попадания в него пули; скорость, которая будет у шарика тотчас после удара; угол отклонения нити? Пуля застревает очень быстро. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Импульс, полученный шариком в результате попадания в него пули	Скорость, которая будет у шарика тотчас после удара	Угол отклонения нити

Пояснение. Для выполнения этого задания надо знать два закона сохранения — импульса и механической энергии. В процессе застревания система «шарик + пуля» является в горизонтальном направлении изолированной, а значит, ее импульс сохраняется при этом неизменным и равным импульсу летящей пули. Это дает возможность установить, каким образом влияет масса шарика на импульс всей системы тотчас после застревания. Что же касается угла отклонения нити, то он тем больше, чем больше скорость системы — в соответствии с законом сохранения механической энергии.

14.Установите соответствие между физическими величинами и их определениями. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
А) Центростремительная сила Б) Сила нормального давления		1) Внешняя сила, направленная к центру системы 2) Сумма всех сил, действующих на тело при его равномерном движении по окружности 3) Сила атмосферного давления при нормальных условиях 4) Сила упругости, действующая на тело по нормали к его поверхности

15.Тележка с песком стоит на рельсах. В неё попадает снаряд, летящий горизонтально вдоль рельсов. Как изменятся при уменьшении скорости снаряда следующие три величины: скорость системы «тележка + снаряд», импульс этой системы, её кинетическая энергия? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)увеличится;

2)уменьшится;

3)не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Скорость системы	Импульс системы	Кинетическая энергия

16.Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ПРИБОРЫ
А) Частота колебаний маятника Б) Амплитуда колебаний маятника		1) Динамометр 2) Секундомер 3) Амперметр 4) Линейка

17.Массивный шарик, подвешенный к потолку на упругой пружине, совершает вертикальные гармонические колебания. Как ведут себя скорость и ускорение шарика в момент, когда шарик проходит положение равновесия, двигаясь вниз?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ МОДУЛЬ И НАПРАВЛЕНИЕ
А) Скорость шарика Б) Ускорение шарика		1) Достигает максимума; направление вверх 2) Достигает максимума; направление вниз 3) Модуль равен нулю

18.Гиря массой 2 кг подвешена на длинном тонком шнуре. Если ее отклонить от положения равновесия на 10 см, а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник с периодом 1 с. Что произойдет с периодом, максимальной потенциальной энергией гири и частотой ее колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 20 см?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А) Период Б) Частота В) Максимальная потенциальная энергия гири		1) Увеличится 2) Уменьшится 3) Не изменится

19.Камень брошен вертикально вверх. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вверх и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Влиянием сопротивления воздуха пренебречь.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А) Скорость Б) Ускорение В) Кинетическая энергия Г) Потенциальная энергия		1) Увеличится 2) Уменьшится 3) Не изменится

20.Гиря массой 2 кг подвешена на тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10 см, а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 5 см?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А) Период Б) Частота В) Максимальная потенциальная энергия гири		1) Увеличится 2) Уменьшится 3) Не изменится

21.Камень свободно падает вертикально вниз. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вниз и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Влиянием сопротивления воздуха пренебречь.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А) Скорость Б) Ускорение В) Кинетическая энергия Г) Потенциальная энергия		1) Увеличится 2) Уменьшится 3) Не изменится

22.Люстра подвешена к потолку на крючке. Установите соответствие между силами, перечисленными в первом столбце, и их характеристиками, перечисленными во втором столбце. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) Сила тяжести люстры Б) Сила веса люстры		1) Приложена к люстре и направлена вертикально вниз 2) Приложена к крючку и направлена вертикально вверх 3) Приложена к крючку и направлена вертикально вниз 4) Приложена к люстре и направлена вертикально вверх

23.Человек сидит на стуле. Установите соответствие между силами, перечисленными в первом столбце, и их характеристиками, перечисленными во втором столбце. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) Сила тяжести человека Б) Сила веса человека на стул		1) Приложена к человеку и направлена вертикально вниз 2) Приложена к человеку и направлена вертикально вверх 3) Приложена к стулу и направлена вертикально вниз 4) Приложена к стулу и направлена вертикально вверх

24.Брусок движется равномерно вверх по поверхности наклонной плоскости. Установите для силы трения соответствие параметров силы, перечисленных в первом столбце, со свойствами вектора силы, перечисленными во втором столбце. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПАРАМЕТРЫ СИЛЫ		СВОЙСТВА ВЕКТОРА СИЛЫ
А) Направление вектора Б) Модуль вектора		1) Перпендикулярно поверхности наклонной плоскости 2) Вертикально вниз 3) Против направления вектора скорости 4) Вертикально вверх 5) Обратно пропорционален площади поверхности бруска и пропорционален силе нормального давления 6) Пропорционален площади поверхности бруска и обратно пропорционален силе нормального давления 7) Пропорционален площади поверхности бруска и пропорционален силе нормального давления 8) Пропорционален силе нормального давления и не зависит от площади поверхности бруска

25.Брусок движется равномерно по горизонтальной поверхности. Установите для силы трения соответствие параметров силы, перечисленных в первом столбце, со свойствами вектора силы, перечисленными во втором столбце. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПАРАМЕТРЫ СИЛЫ		СВОЙСТВА ВЕКТОРА СИЛЫ
А) Направление вектора Б) Модуль вектора		1) Вертикально вниз 2) Против направления вектора скорости 3) Вертикально вверх 4) Пропорционален силе нормального давления и обратно пропорционален площади поверхности бруска 5) Обратно пропорционален силе нормального давления и обратно пропорционален площади поверхности бруска 6) Пропорционален силе нормального давления и не зависит от площади поверхности бруска 7) Обратно пропорционален силе нормального давления и пропорционален площади поверхности бруска 8) Пропорционален силе нормального давления и пропорционален площади поверхности

26.Брусок скользит по наклонной плоскости вниз без трения. Что происходит при этом с его скоростью, потенциальной энергией, силой реакции наклонной плоскости?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась;

2) уменьшилась;

3) не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Скорость бруска	Потенциальная энергия бруска	Сила реакции наклонной плоскости

27.Груз, прикрепленный к горизонтально расположенной пружине, совершает вынужденные гармонические колебания под действием силы, меняющейся с частотой (эта частота отлична от собственной частоты пружинного маятника). Установите соответствие между физическими величинами этого процесса и частотой их изменения.

В каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ЧАСТОТА ИЗМЕНЕНИЯ
А) Кинетическая энергия Б) Скорость В) Потенциальная энергия пружины		1) 2) 3)

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

28.Шайба массой m съезжает без трения с горки высотой h из состояния покоя. Ускорение свободного падения равно g. Чему равны модуль импульса шайбы и ее кинетическая энергия у подножия горки? Установите соответствие между физическими величинами и выражениями для них.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ НЕЁ
А) Модуль импульса шайбы Б) Кинетическая энергия шайбы		1) 2) 3) 4)

29.Груз, подвешенный к пружине с коэффициентом жесткости k совершает колебания с периодом T и амплитудой Что произойдет с периодом колебаний, максимальной потенциальной энергией пружины и частотой колебаний, если пружину заменить на другую с меньшим коэффициентом жесткости, а амплитуду колебаний оставить прежней?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

4) может измениться любым из выше указанных способов

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Период колебаний	Максимальная потенциальная энергия пружины	Частота колебаний

30. Материальная точка равномерно движется по окружности. В момент времени точка была расположена и двигалась так, как показано на рисунке. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

31. Материальная точка равномерно движется по окружности. В момент времени точка была расположена и двигалась так, как показано на рисунке. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

32.На рисунках изображены схемы физических экспериментов. Установите соответствие между этими экспериментами и их целью. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА		ЕГО ЦЕЛЬ
А) Б)		1) Наблюдение картины силовых линий постоянного магнита 2) Измерение зависимости модуля индукции магнитного поля постоянного магнита от расстояния до его полюса 3) Обнаружение явления электромагнитной индукции 4) Проверка закона Ома

33.Ученик исследовал движение бруска по наклонной плоскости и определил, что брусок, начиная движение из состояния покоя, проходит расстояние 30 см с ускорением Установите соответствие между физическими величинами, полученными при исследовании движения бруска (см. левый столбец), и уравнениями, выражающими эти зависимости, приведёнными в правом столбце. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

34.Искусственный спутник движется вокруг Земли, всё время находясь на расстоянии от её центра ( заметно превышает радиус Земли). Установите соответствие между зависимостями, описывающими движение спутника по орбите (см. левый столбец), и выражающими эти зависимости уравнениями, приведёнными в правом столбце (константа А выражена в соответствующих единицах без кратных и дольных множителей).

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Зависимость периода обращения спутника вокруг Земли от радиуса его орбиты Б) Зависимость модуля скорости спутника от радиуса его орбиты		1) где А — некоторая постоянная величина 2) где В — некоторая постоянная величина 3) где С — некоторая постоянная величина 4) где D — некоторая постоянная величина

35.Искусственный спутник движется вокруг Земли, всё время находясь на расстоянии от её центра ( заметно превышает радиус Земли). Установите соответствие между зависимостями, описывающими движение спутника по орбите (см. левый столбец), и выражающими эти зависимости уравнениями, приведёнными в правом столбце (константа выражена в соответствующих единицах без кратных и дольных множителей).

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Зависимость модуля ускорения спутника от радиуса его орбиты Б) Зависимость угловой скорости спутника от радиуса его орбиты		1) где A — некоторая постоянная величина 2) где B — некоторая постоянная величина 3) где С — некоторая постоянная величина 4) где D — некоторая постоянная величина

36.Тело, брошенное с горизонтальной поверхности со скоростью под углом к горизонту, поднимается над горизонтом на максимальную высоту h, а затем падает на расстоянии S от точки броска. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ФОРМУЛЫ
А) Максимальная высота h над горизонтом Б) Расстояние S от точки броска до точки падения		1) 2) 3) 4)

37.Ученик прикрепил пружину одним концом к штативу, а к другому концу этой пружины прикрепил динамометр. Затем ученик измерял величину растяжения пружины в зависимости от прикладываемой к ней силы Используя полученные результаты, он построил график, изображённый на рисунке.

Затем он проделал аналогичный эксперимент, соединив две пружины (точно такие же, как и в первом опыте) параллельно. По результатам этих измерений он построил ещё один график зависимости

Этот график обозначен номером

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

38. Груз, привязанный к нити, отклонили от положения равновесия и в момент t = 0 отпустили из состояния покоя (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ГРАФИКИ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Б)		1) координата х 2) проекция скорости v_х 3) кинетическая энергия Е_к 4) потенциальная энергия Е_п

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

39.Тело совершает свободные гармонические колебания. Координата тела изменяется по закону где все величины приведены в СИ. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ (в СИ)
А) начальная координата тела Б) максимальное значение модуля скорости тела		1) 0,05 2) 0 3) 0,1 4) 0,2

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

40. После удара шайба массой m начала скользить со скоростью вверх по плоскости, установленной под углом α к горизонту (см. рисунок). Коэффициент трения шайбы о плоскость равен μ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ФОРМУЛЫ
А) модуль ускорения при движении шайбы вверх Б) модуль силы трения		1) 2) 3) 4)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

41. На гладком горизонтальном столе брусок массой М, прикреплённый к вертикальной стене пружиной жёсткостью k, совершает гармонические колебания с амплитудой А (см. рисунок). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ФОРМУЛЫ
А) период колебаний груза Б) амплитуда скорости груза		1) 2) 3) 4)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

42.

К железному бруску массой 7,8 кг привязали тонкую невесомую нерастяжимую нить, которую перекинули через неподвижный идеальный блок, а сам брусок целиком погрузили в воду (см. рисунок). Свободный конец нити удерживают, действуя на него с некоторой силой так, что брусок находится в равновесии. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в указанных единицах. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ (В СИ)
А) модуль силы натяжения нити, Н Б) объём бруска, дм³		1) 89,5 2) 1 3) 68 4) 0,5

43.

К алюминиевому бруску массой 5,4 кг привязали тонкую невесомую нерастяжимую нить, которую перекинули через неподвижный идеальный блок, а сам брусок целиком погрузили в воду (см. рисунок). Свободный конец нити удерживают, действуя на него с некоторой силой так, что брусок находится в равновесии. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в указанных единицах. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ (В СИ)
А) модуль силы натяжения нити, Н Б) объём бруска, дм³		1) 2 2) 34 3) 68 4) 0,5

44.Лёгкая рейка может вращаться вокруг неподвижной горизонтальной оси, проходящей через точку О. Рейка уравновешена при помощи двух грузов, которые прикреплены к рейке лёгкими нитями, перекинутыми через идеальные блоки так, как показано на рисунке. Груз 1 имеет массу 4 кг.

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями в единицах СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ (В СИ)
А) масса груза 2 Б) момент силы натяжения нити, прикреплённой в точке B, относительно оси, проходящей через точку О		1) 0,5 2) 4 3) 32 4) 160

45.Лёгкая рейка может вращаться вокруг неподвижной горизонтальной оси, проходящей через точку О. Рейка уравновешена при помощи двух грузов, которые прикреплены к рейке лёгкими нитями, перекинутыми через идеальные блоки так, как показано на рисунке. Груз 2 имеет массу 4 кг.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ (В СИ)
А) масса груза 1 Б) модуль силы натяжения нити, прикреплённой в точке А		1) 10,5 2) 4 3) 32 4) 160

46.Грузовик, движущийся по прямой горизонтальной дороге со скоростью v, затормозил так, что колёса перестали вращаться. Масса грузовика m, коэффициент трения колёс о дорогу μ. Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих движение грузовика.

Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам.

ФОРМУЛЫ		ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Б)		1) тормозной путь 2) модуль силы давления колёс на дорогу 3) модуль силы трения 4) модуль ускорения

47.Брусок массой m соскальзывает с закреплённой шероховатой наклонной плоскости с углом αпри основании. Коэффициент трения между бруском и наклонной плоскостью равен μ, модуль скорости бруска возрастает. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, при помощи которых их можно вычислить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ФОРМУЛА
А) Модуль силы трения, действующей на брусок Б) Модуль ускорения бруска		1) 2) 3) 4)

48.На лёгкую пружину жёсткостью 100 Н/м и длиной 10 см, прикреплённую вертикально к неподвижному штативу, аккуратно подвесили груз массой 2 кг и дождались, пока груз придёт в состояние покоя. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЗНАЧЕНИЕ В СИ
А) модуль силы упругости, возникающей в пружине Б) потенциальная энергия упругой деформации пружины		1) 0 2) 2 3) 6 4) 20

49.На лёгкую пружину жёсткостью 100 Н/м и длиной 10 см, прикреплённую вертикально к неподвижному штативу, аккуратно подвесили груз массой 2 кг и дождались, пока груз придёт в состояние покоя. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЗНАЧЕНИЕ В СИ
А) длина растянутой пружины Б) кинетическая энергия груза		1) 0,2 2) 0 3) 20 4) 0,3

50.

На рисунке изображён подъёмный механизм, с помощью которого равномерно поднимают груз массой m = 6 кг, прикладывая к концу лёгкой нерастяжимой нити некоторую силу Механизм состоит из блока 1, имеющего массу M = 2 кг, и невесомого блока 2. Трение в осях блоков пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

51.

На рисунке изображён подъёмный механизм, с помощью которого равномерно поднимают груз массой m = 6 кг, прикладывая к концу лёгкой нерастяжимой нити некоторую силу Механизм состоит из блока 1, имеющего массу M = 3 кг, и невесомого блока 2. Трение в осях блоков пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ (В СИ)
А) КПД механизма, % Б) Модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками		1) ≈33,3 2) 45 3) ≈66,7 4) 90

52.Брусок массой m соскальзывает с закреплённой шероховатой наклонной плоскости с углом αпри основании. Модуль ускорения бруска равен a, модуль скорости бруска возрастает. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА		ФОРМУЛА
А) Модуль силы реакции, действующей на брусок со стороны наклонной плоскости Б) Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость		1) 2) 3) 4)

Итоговая контрольная работа по физике 11 класс — ЕГЭ

итоговая контрольная работа по физике в 11 классе в форме егэ

Итоговая контрольная работа по физике в формате ЕГЭ.

Просмотр содержимого документа

«Итоговая контрольная работа по физике 11 класс»

Итоговая контрольная работа по физике 11 класс

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела VX от времени.

Определите проекцию ускорения этого тела AX в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в м/с 2 .

На гладкой горизонтальной поверхности лежат два бруска, соединённые лёгкой пружиной. К бруску массой M = 2 кг прикладывают постоянную силу, равную по модулю F = 10 Н и направленную горизонтально вдоль оси пружины (см. рисунок). Определите модуль силы упругости пружины в момент, когда этот брусок движется с ускорением 1 м/с 2 .

Гидроакустик, находящийся на корабле, переговаривается по рации с матросом, находящимся на лодке. Во время разговора матрос наносит удар гаечным ключом по корпусу своей лодки. Звук от этого удара гидроакустик сначала слышит через рацию, а через 10 секунд — через свою гидроакустическую аппаратуру. Считая, что второй звук распространяется в воде со скоростью 1500 м/с, найдите расстояние между кораблём и лодкой. Ответ приведите в километрах.

Установите соответствие между описанием приборов и их названиями: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) Прибор, измеряющий мгновенную скорость тела

Б) Прибор, измеряющий силу, действующую на тела

В) Прибор, измеряющий ускорение

Г) Прибор, измеряющий атмосферное давление

4) измерительная линейка

Температура холодильника тепловой машины 400 К, температура нагревателя на 200 К больше, чем у холодильника. Каков максимально возможный КПД машины? (Ответ дайте в процентах, округлив до целых.)

Относительная влажность воздуха в сосуде, закрытом поршнем, равна 30 %. Какова будет относительная влажность, если перемещением поршня объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 3 раза? (Ответ дать в процентах.)

В Двух закрытых сосудах одинакового объёма (1 литр) нагревают два различных газа — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления P этих газов от времени T. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.

Выберите два верных утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.

1) Количество вещества первого газа меньше, чем количество вещества второго газа.

2) Так как по условию эксперимента газы имеют одинаковые объёмы, а в момент времени T = 40 мин они имеют и одинаковые давления, то температуры этих газов в этот момент времени также одинаковы.

3) В момент времени T = 40 мин температура газа 1 больше температуры газа 2.

4) В процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия обоих газов увеличивается.

5) В процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.

Н А рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикальной плоскости. Точка А находится на горизонтальной прямой, проходящей через центр витка перпендикулярно его плоскости. Как направлен вектор индукции магнитного поля тока в точке А?

1) вертикально вверх

2) вертикально вниз

3) горизонтально вправо

4) горизонтально влево

Н А рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в мкВ.

Световой пучок переходит из воздуха в стекло (см. рисунок).

Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, длиной волны?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Итоговая контрольная работа по физике 11 класс

Итоговая контрольная работа по физике в формате ЕГЭ.

Просмотр содержимого документа

«Итоговая контрольная работа по физике 11 класс»

Итоговая контрольная работа по физике 11 класс

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела VX от времени.

Определите проекцию ускорения этого тела AX в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в м/с 2 .

А) Прибор, измеряющий мгновенную скорость тела

Б) Прибор, измеряющий силу, действующую на тела

В) Прибор, измеряющий ускорение

Г) Прибор, измеряющий атмосферное давление

4) измерительная линейка

Выберите два верных утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.

1) Количество вещества первого газа меньше, чем количество вещества второго газа.

3) В момент времени T = 40 мин температура газа 1 больше температуры газа 2.

4) В процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия обоих газов увеличивается.

5) В процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.

1) вертикально вверх

2) вертикально вниз

3) горизонтально вправо

4) горизонтально влево

Световой пучок переходит из воздуха в стекло (см. рисунок).

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

А) Прибор, измеряющий мгновенную скорость тела

Просмотр содержимого документа
«Итоговая контрольная работа по физике 11 класс»

Просмотр содержимого документа Итоговая контрольная работа по физике 11 класс.

Multiurok. ru

14.08.2018 18:01:19

2018-08-14 18:01:19

Часть А Выберите один верный ответ

1. Каким должен быть угол падения, чтобы отраженный луч составлял с падающим лучом угол 50°?

1) 20° 2) 50° 3) 25° 4) 100°

2. Непрозрачный круг освещается точечным источником света и отбрасывает круглую тень на экран. Определите диаметр тени, если диаметр круга 0,1 м. Расстояние от источника света до круга в 3 раза меньше, чем расстояние до экрана.

1) 0,03 м 2) 0,1 м 3) 0,3 м 4) 3 м

3. Луч света падает на границу раздела двух сред под углом 45° и преломляется под углом 30°. Каков относительный показатель преломления второй среды относительно первой?

4. Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Это означает, что…

1) линза собирающая с фокусным расстоянием 2 м

2) линза собирающая с фокусным расстоянием 20 см

3) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 2 м

4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см

5. На рисунке показан ход лучей, преломленных собирающей линзой. В какой точке находится фокус этой линзы?

1) А 2) А. Б 3) Б 4) В

6. Собирающая линза, используемая в качестве лупы, дает изображение

1) действительное увеличенное 2) мнимое уменьшенное

3) мнимое увеличенное 4) действительное уменьшенное

7. Используя график зависимости между расстоянием F от собирающей линзы до изображения предмета и расстоянием D от линзы до предмета, определите фокусное расстояние линзы.

1) 10 см 2) 15 см 3) 20 см 4) 30 см

8. Установите соответствия положений предмета на главной оптической оси линзы, указанных в левом столбце таблицы с получаемым изображением в правом столбце.

9. Фокусное расстояние тонкой линзы – объектива проекционного аппарата равно 15 см. диапозитив находится на расстоянии 15,6 см от объектива. На каком расстоянии от объектива получится четкое изображение диапозитива? Ответ выразите в сантиметрах.

10. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1мм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка (  = 6 . 10 –7 м)? Привести подробное объяснение построений.

Определить длину волны линии в дифракционном спектре 2-го порядка, совпадающей с линией спектра третьего порядка (  2 = 400 нм).

Часть А Выберите один верный ответ

Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 12º. Угол между падающим лучом и зеркалом

12º 2) 102º 3) 24º 4) 78º

Предмет, освещенный маленькой лампочкой, отбрасывает тень на стену. Высота предмета 0,07 м, высота его тени 0,7 м. Расстояние от лампочки до предмета меньше, чем от лампочки до стены в

7 раз 2) 9 раз 3) 10 раз 4) 11 раз

Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе стекло — воздух равен. Абсолютный показатель преломления стекла приблизительно

1,63 2) 1,5 3) 1,25 4) 0,62

Оптическая сила линзы равна – 5 дптр. Это означает, что…

Линза собирающая с фокусным расстояние 2 м

Линза собирающая с фокусным расстоянием 20 см

Линза рассеивающая с фокусным расстоянием 2 м

Линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см

Параллельный пучок лучей, падающий на линзу, всегда пересекается в одной точке, находящейся

В оптическом центре 2) в фокусе

3) на фокальной плоскости 4) у удвоенном фокусе

6. Изображение на сетчатке глаза

1) действительное увеличенное 2) мнимое уменьшенное

3) мнимое увеличенное 4) действительное уменьшенное

1) 10 см 2) 15 см 3) 20 см 4) 30 см

8. Установите соответствия положений предмета на главной оптической оси линзы, указанных в левом столбце таблицы с получаемыми изображениями в правом столбце.

9. Фокусное расстояние собирающей линзы 40 см. на каком расстоянии от линзы находится предмет, если линза дает его мнимое изображение на расстоянии 40 см от линзы? Ответ выразите в сантиметрах

10. Чему равна постоянная дифракционной решетки, если в направлении  = 41 0 совпадают две линии = 6,536 . 10 –7 м и = 4,1 . 10 –7 м.

Чему равна постоянная дифракционной решетки, если красная линия (  = 7 . 10 –7 м) в спектре второго порядка наблюдается под углом 30 0 к оси коллиматора? Какое число штрихов нанесено на 1 см длины этой решетки? Свет падает на решетку нормально.

4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см

Часть А Выберите один верный ответ

1. Каким должен быть угол падения, чтобы отраженный луч составлял с падающим лучом угол 50°?

1) 20° 2) 50° 3) 25° 4) 100°

1) 0,03 м 2) 0,1 м 3) 0,3 м 4) 3 м

4. Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Это означает, что…

1) линза собирающая с фокусным расстоянием 2 м

2) линза собирающая с фокусным расстоянием 20 см

3) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 2 м

4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см

5. На рисунке показан ход лучей, преломленных собирающей линзой. В какой точке находится фокус этой линзы?

1) А 2) А. Б 3) Б 4) В

6. Собирающая линза, используемая в качестве лупы, дает изображение

1) действительное увеличенное 2) мнимое уменьшенное

3) мнимое увеличенное 4) действительное уменьшенное

1) 10 см 2) 15 см 3) 20 см 4) 30 см

Часть А Выберите один верный ответ

Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 12º. Угол между падающим лучом и зеркалом

12º 2) 102º 3) 24º 4) 78º

7 раз 2) 9 раз 3) 10 раз 4) 11 раз

1,63 2) 1,5 3) 1,25 4) 0,62

Оптическая сила линзы равна – 5 дптр. Это означает, что…

Линза собирающая с фокусным расстояние 2 м

Линза собирающая с фокусным расстоянием 20 см

Линза рассеивающая с фокусным расстоянием 2 м

Линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см

Параллельный пучок лучей, падающий на линзу, всегда пересекается в одной точке, находящейся

В оптическом центре 2) в фокусе

3) на фокальной плоскости 4) у удвоенном фокусе

6. Изображение на сетчатке глаза

1) действительное увеличенное 2) мнимое уменьшенное

3) мнимое увеличенное 4) действительное уменьшенное

1) 10 см 2) 15 см 3) 20 см 4) 30 см

3) мнимое увеличенное 4) действительное уменьшенное

4 линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см.

Infourok. ru

23.05.2019 4:58:32

2019-05-23 04:58:32

Итоговая контрольная работа

Учитель Максимова Зоя Николаевна

Итоговая контрольная работа за курс физики 11 класса

Контрольная работа предполагает проверку знаний учащихся по всем темам курса физики11 класса на базовом уровне.

В работу включены задания по темам:

Тема курса физики 11 класса

Колебания и волны

Излучения и спектры.

Физика атома и атомного ядра.

Выполнение контрольной работы рассчитано На два урока

Длина активной части проводника 20 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 90 0 . С какой силой магнитное поле с индукцией 50мТл действует на проводник, если сила тока в нем 10 А?

Определите индуктивность катушки, которую при силе тока 6 А пронизывает магнитный поток 120мВб.

А. Магнитный поток 1. Тл

Б. Магнитная индукция 2. Дж

В. Индуктивность 3. Гн

4. Один раз металлическое кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, второй раз так, что пролетает мимо него. Плоскость кольца в обоих случаях горизонтальна. Ток в кольце

Не возникает ни в одном из случаев

Возникает только в первом случае

Возникает только во втором случае

5. Найдите ЭДС индукции в контуре, если за 0,01с магнитный поток увеличился на 400 мВб.

6. Электромагнитная индукция – это:

1) явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся

2) явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при

Изменении магнитного потока;

3)явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с

7. Математический маятник совершает свободные гармонические колебания. Какую величину можно определить, если известны длина L и период колебаний T маятника?

8. На рисунке показан график зависимости силы тока в металлическом проводнике от времени. Определите частоту колебаний тока.

1) 8 Гц
2) 0,125 Гц
3) 6 Гц
4) 4 Гц

9. Расстояние между ближайшими гребнями волн 10м. Какова частота ударов волн о корпус, если скорость волн 3 м/с?

10. Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 24°. Угол между падающим лучом и зеркалом….

11. Если предмет находится от собирающей линзы на расстоянии больше двойного фокусного расстояния, то его изображение будет…

12. Какое оптическое явление объясняет радужную окраску мыльных пузырей?

1) Дисперсия 2) Дифракция 3) Интерференция 4) Поляризация

13. Непрерывные (сплошные) спектры дают тела, находящиеся

А. только в твердом состоянии при очень больших температурах;

Б. в газообразном молекулярном состоянии, в котором молекулы не связаны или слабо связаны

В. в газообразном атомарном состоянии, в котором атомы практически не взаимодействуют

Г. в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы

14. Какое из перечисленных ниже электромагнитных излучений имеет наибольшую частоту?

Б. Инфракрасное излучение.

В. Видимое излучение.

Г. Ультрафиолетовое излучение.

Д. Рентгеновское излучение.

15. Какое из приведённых ниже выражений определяет понятие дисперсия?

А. Наложение когерентных волн.

Б. Разложение света в спектр при преломлении.

В. Преобразование естественного света в плоскополяризованный.

Г. Огибание волной препятствий.

Д. Частичное отражение света на разделе двух сред.

16. Написать недостающие обозначения в следующей ядерной реакции:

17. Атом натрия 11 Na 23 содержит

11 протонов, 23 нейтрона и 34 электрона

23 протона, 11 нейтронов и 11 электронов

12 протонов, 11 нейтронов и 12 электронов

11 протонов, 12 нейтронов и 11 электронов

18. Определите, какие из реакций называют термоядерными

А. Реакции деления легких ядер

Б. Реакции деления тяжелых ядер

В. Реакции синтеза между легкими ядрами

Г. Реакции синтеза между тяжелыми ядрами

По катушке протекает ток, создающий магнитное поле энергией 5 Дж. Магнитный поток через катушку 10 Вб. Найти силу тока

Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 10 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 20 Тл.

А. Магнитная индукция 1. Гн

Б. Индуктивность 2. Тл

В. Магнитный поток 3. А

Не возникает ни в одном из случаев

Возникает только в первом случае

Возникает только во втором случае

5. Чему равно изменение магнитного потока в контуре за 0,04с, если при этом возникла ЭДС индукции 8В?

6. Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре,

1) Контур находится в однородном магнитном поле;

2) Контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

3) Изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

7. Как изменится период малых колебаний математического маятника, если его длину увеличить в 4 раза?

Увеличится в 4 раза 2) увеличится в 2 раза 3) уменьшится в 4 раза 4) уменьшится в 2 раза

8. На рисунке показан график зависимости силы тока в металлическом проводнике от времени. Определите амплитуду колебаний тока

1) 0,4 А 2) 0,2 А 3) 0,25 А 4) 4 А

9. Динамик подключен к выходу звукового генератора. Частота колебаний 170 Гц. Определите длину звуковой волны в воздухе, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с.
10. Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 12°. Угол между падающим лучом и зеркалом…

11. Расстояние от предмета до экрана, где получается четкое изображение предмета, 4 м. Изображения в 3 раза больше самого предмета. Найдите фокусное расстояние линзы.

12. Какое явление доказывает, что свет — это поперечная волна?

1) Дисперсия 2) Дифракция 3) Интерференция 4) Поляризация

13. Вещество в газообразном атомарном состоянии дает:

А. непрерывный спектр излучения Б. линейчатый спектр излучения

В. полосатый спектр излучения Г. сплошной спектр поглощения

Д. полосатый спектр поглощения

14. Спектральный анализ позволяет определить:

А. химический состав вещества; Б. скорость движения тела; В. объем тела;

Г. массу тела; Д. температуру тела; Е. давление воздуха.

15. Генератор ВЧ работает на частоте 150 МГц. Длина волны электромагнитного излучения равна…

16. Какое из трех типов излучений ( α-, β — или γ-излучение) обладает наибольшей проникающей способностью?

Все примерно в одинаковой степени

17. Опыты Э. Резерфорда по рассеянию α-частиц показали, что

А. почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

Б. ядро имеет положительный заряд.

Какое(-ие) из утверждений правильно(-ы)?

18. Атом магния 12 Mg 24 содержит…

В. Индуктивность 3. Гн

Итоговая контрольная работа

Учитель Максимова Зоя Николаевна

Итоговая контрольная работа за курс физики 11 класса

В работу включены задания по темам:

Тема курса физики 11 класса

Колебания и волны

Излучения и спектры.

Физика атома и атомного ядра.

Выполнение контрольной работы рассчитано На два урока

Определите индуктивность катушки, которую при силе тока 6 А пронизывает магнитный поток 120мВб.

А. Магнитный поток 1. Тл

Б. Магнитная индукция 2. Дж

В. Индуктивность 3. Гн

Не возникает ни в одном из случаев

Возникает только в первом случае

Возникает только во втором случае

5. Найдите ЭДС индукции в контуре, если за 0,01с магнитный поток увеличился на 400 мВб.

6. Электромагнитная индукция – это:

1) явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся

2) явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при

Изменении магнитного потока;

3)явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с

1) 8 Гц
2) 0,125 Гц
3) 6 Гц
4) 4 Гц

9. Расстояние между ближайшими гребнями волн 10м. Какова частота ударов волн о корпус, если скорость волн 3 м/с?

10. Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 24°. Угол между падающим лучом и зеркалом….

12. Какое оптическое явление объясняет радужную окраску мыльных пузырей?

1) Дисперсия 2) Дифракция 3) Интерференция 4) Поляризация

13. Непрерывные (сплошные) спектры дают тела, находящиеся

А. только в твердом состоянии при очень больших температурах;

Б. в газообразном молекулярном состоянии, в котором молекулы не связаны или слабо связаны

В. в газообразном атомарном состоянии, в котором атомы практически не взаимодействуют

Г. в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы

14. Какое из перечисленных ниже электромагнитных излучений имеет наибольшую частоту?

Б. Инфракрасное излучение.

В. Видимое излучение.

Г. Ультрафиолетовое излучение.

Д. Рентгеновское излучение.

15. Какое из приведённых ниже выражений определяет понятие дисперсия?

А. Наложение когерентных волн.

Б. Разложение света в спектр при преломлении.

В. Преобразование естественного света в плоскополяризованный.

Г. Огибание волной препятствий.

Д. Частичное отражение света на разделе двух сред.

16. Написать недостающие обозначения в следующей ядерной реакции:

17. Атом натрия 11 Na 23 содержит

11 протонов, 23 нейтрона и 34 электрона

23 протона, 11 нейтронов и 11 электронов

12 протонов, 11 нейтронов и 12 электронов

11 протонов, 12 нейтронов и 11 электронов

18. Определите, какие из реакций называют термоядерными

А. Реакции деления легких ядер

Б. Реакции деления тяжелых ядер

В. Реакции синтеза между легкими ядрами

Г. Реакции синтеза между тяжелыми ядрами

А. Магнитная индукция 1. Гн

Б. Индуктивность 2. Тл

В. Магнитный поток 3. А

Не возникает ни в одном из случаев

Возникает только в первом случае

Возникает только во втором случае

5. Чему равно изменение магнитного потока в контуре за 0,04с, если при этом возникла ЭДС индукции 8В?

6. Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре,

1) Контур находится в однородном магнитном поле;

2) Контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

3) Изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

7. Как изменится период малых колебаний математического маятника, если его длину увеличить в 4 раза?

Увеличится в 4 раза 2) увеличится в 2 раза 3) уменьшится в 4 раза 4) уменьшится в 2 раза

1) 0,4 А 2) 0,2 А 3) 0,25 А 4) 4 А

12. Какое явление доказывает, что свет — это поперечная волна?

1) Дисперсия 2) Дифракция 3) Интерференция 4) Поляризация

13. Вещество в газообразном атомарном состоянии дает:

А. непрерывный спектр излучения Б. линейчатый спектр излучения

В. полосатый спектр излучения Г. сплошной спектр поглощения

Д. полосатый спектр поглощения

14. Спектральный анализ позволяет определить:

А. химический состав вещества; Б. скорость движения тела; В. объем тела;

Г. массу тела; Д. температуру тела; Е. давление воздуха.

15. Генератор ВЧ работает на частоте 150 МГц. Длина волны электромагнитного излучения равна…

16. Какое из трех типов излучений ( α-, β — или γ-излучение) обладает наибольшей проникающей способностью?

Все примерно в одинаковой степени

17. Опыты Э. Резерфорда по рассеянию α-частиц показали, что

А. почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

Б. ядро имеет положительный заряд.

Какое(-ие) из утверждений правильно(-ы)?

18. Атом магния 12 Mg 24 содержит…

1) 0,4 А 2) 0,2 А 3) 0,25 А 4) 4 А

Один раз металлическое кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, второй раз так, что пролетает мимо него.

Infourok. ru

17.01.2019 10:58:40

2019-01-17 10:58:40

Источники:

Https://multiurok. ru/files/itogovaia-kontrolnaia-rabota-po-fizike-11-klass-3.html

Https://infourok. ru/kontrolnaya-rabota-v-klasse-v-forme-ege-2424945.html

Https://infourok. ru/itogovaya-kontrolnaya-rabota-po-fizike-v-om-klasse-3753404.html

Что измеряет динамометр в физике. Динамометр – чтобы измерить силу! Динамометр в повседневной жизни

Приборы и устройства, предназначенные для измерения сил или момента, имеют общее название — динамометры (см. на http://tpmarket.ru).

Группа данных технических устройств является достаточно многочисленной, однако их отличает конструкция, разнообразие условий применения и принцип действия. В конструкцию динамометров входит отсчетное устройство и силовое звено (упругий элемент).

Силовым звеном измеряемое усилие преобразуется в деформацию, сообщаемую посредством передачи или непосредственно отсчетному устройству.

Основываясь на принципе действия, различают гидравлические, электронные и механические (рычажные или пружинные) устройства. В некоторых динамометрах применяются сразу несколько различных принципов работы.

В свою очередь по конструктивному исполнению их можно подразделить на механические и электронные приборы.

Научно-технический прогресс преобразует абсолютно все области человеческой деятельности, поэтапно приводя к появлению все новых разновидностей привычных устройств и приборов.

Традиционные механические динамометры с течением времени уступили свое место электронным, в составе которых включены тензодатчик (датчик силы), измерительный индикатор и соединительный провод (радиоканал).

Принцип работы электронного динамометра основывается на деформации тензометрического датчика при воздействии прикладываемой силы, вследствие чего на выходе появляется электрический сигнал, который является прямо пропорциональным сообщенной деформации.

Данные приборы применяются для периодической поверки испытательных машин и стендов в различных отраслях промышленности.

При этом чрезвычайно востребованным является производство динамометров, которые предназначены для прецизионного определения не только медленно изменяющихся, но и статических сил растяжения и сжатия.

Подобный динамометр сжатия и растяжения может быть представлен измерительными приборами СИУ2 и СИУ. Они используются на промышленных предприятиях для самых различных целей: периодической проверки испытательных машин и стендов, для калибровки и поверке, выступая в роли эталонного средства измерений.

В целом на сегодняшний день измерительный динамометр находит свое применение в следующих сферах:

1. Широко используются на всевозможных промышленных предприятиях, где возникает необходимость в различных силовых измерениях;

2. Применяются для осуществления плановых поверок стендов и агрегатов испытательного назначения;

3. Незаменимы при поверке силовых приборов для определения силы 1 и 3 разрядов (как эталонное средство для соответствия ГОСТ 8.065) и во время произведения калибровки.

Нам уже известно, что для описания взаимодействия тел используется физическая величина, называемая силой. На этом уроке мы подробнее познакомимся со свойствами этой величины, единицами силы и прибором, который используется для ее измерения — с динамометром.

Тема: Взаимодействие тел

Урок: Единицы силы. Динамометр

Прежде всего, вспомним, что такое сила. Когда на тело действует другое тело, физики говорят, что со стороны другого тела на данное тело действует сила.

Сила — это физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое.

Сила обозначается латинской буквой F , а единица силы в честь английского физика Исаака Ньютона называется ньютоном (пишем с маленькой буквы!) и обозначается Н (пишем заглавную букву, так как единица названа в честь ученого). Итак,

Наравне с ньютоном, используются кратные и дольные единицы силы:

килоньютон 1 кН = 1000 Н;

меганьютон 1 МН = 1000000 Н;

миллиньютон 1 мН = 0,001 Н;

микроньютон 1 мкН = 0,000001 Н и т. д.

Под действием силы скорость тела изменяется. Другими словами, тело начинает двигаться не равномерно, а ускоренно. Точнее, равноускоренно : за равные промежутки времени скорость тела меняется одинаково. Именно изменение скорости тела под действием силы физики используют для определения единицы силы в 1 Н.

Единицы измерения новых физических величин выражают через так называемые основные единицы — единицы массы, длины, времени. В системе СИ — это килограмм, метр и секунда.

Пусть под действием некоторой силы скорость тела массой 1 кг изменяет свою скорость на 1 м/с за каждую секунду . Именно такая сила и принимается за 1 ньютон .

Один ньютон (1 Н) — это сила, под действием которой тело массой 1 кг изменяет свою скорость на 1 м/с каждую секунду.

Экспериментально установлено, что сила тяжести, действующая вблизи поверхности Земли на тело массой 102 г, равна 1 Н. Масса 102 г составляет приблизительно 1/10 кг, или, если быть более точным,

Но это означает, что на тело массой 1 кг, то есть на тело в 9,8 раз большей массы, у поверхности Земли будет действовать сила тяжести 9,8 Н. Таким образом, чтобы найти силу тяжести, действующую на тело любой массы, нужно значение массы (в кг) умножить на коэффициент, который принято обозначать буквой g :

Мы видим, что этот коэффициент численно равен силе тяжести, которая действует на тело массой 1 кг. Он носит название ускорение свободного падения . Происхождение названия тесно связано с определением силы в 1 ньютон. Ведь если на тело массой 1 кг действует сила не 1 Н, а 9,8 Н, то под действием этой силы тело будет изменять свою скорость (ускоряться) не на 1 м/с, а на 9,8 м/с каждую секунду. В старшей школе этот вопрос будет рассмотрен более подробно.

Теперь можно записать формулу, позволяющую рассчитать силу тяжести, действующую на тело произвольной массы m (Рис. 1).

Рис. 1. Формула для расчета силы тяжести

Следует знать, что ускорение свободного падения равно 9,8 Н/кг только у поверхности Земли и с высотой уменьшается. Например, на высоте 6400 км над Землей оно меньше в 4 раза. Однако при решении задач этой зависимостью мы будем пренебрегать. Кроме того, на Луне и других небесных телах также действует сила тяжести, и на каждом небесном теле ускорение свободного падения имеет свое значение.

На практике часто приходится измерять силу. Для этого используется устройство, которое называется динамометр. Основой динамометра является пружина, к которой прикладывают измеряемую силу. Каждый динамометр, помимо пружины, имеет шкалу, на которую нанесены значения силы. Один из концов пружины снабжен стрелкой, которая указывает на шкале, какая сила приложена к динамометру (Рис. 2).

Рис. 2. Устройство динамометра

В зависимости от упругих свойств пружины, использованной в динамометре (от ее жесткости), под действием одной и той же силы пружина может удлиняться больше или меньше. Это позволяет изготавливать динамометры с различными пределами измерения (Рис. 3).

Рис. 3. Динамометры с пределами измерения 2 Н и 1 Н

Существуют динамометры с пределом измерения в несколько килоньютонов и больше. В них используется пружина с очень большой жесткостью (Рис. 4).

Рис. 4. Динамометр с пределом измерения 2 кН

Если подвесить к динамометру груз, то по показаниям динамометра можно определить массу груза. Например, если динамометр с подвешенным к нему грузом показывает силу 1 Н, значит, масса груза равна 102 г.

Обратим внимание на то, что сила имеет не только численное значение, но и направление. Такие величины называют векторными. Например, скорость — это векторная величина. Сила — также векторная величина (говорят еще, что сила — вектор).

Рассмотрим следующий пример:

Тело массой 2 кг подвешено на пружине. Необходимо изобразить силу тяжести, с которой Земля притягивает это тело, и вес тела.

Вспомним, что сила тяжести действует на тело, а вес — это сила, с которой тело действует на подвес. Если подвес неподвижен, то численное значение и направление веса такие же, как у силы тяжести. Вес, как и сила тяжести, рассчитываются по формуле, изображенной на рис. 1. Массу 2 кг необходимо умножить на ускорение свободного падения 9,8 Н/кг. При не слишком точных расчетах часто ускорение свободного падения принимают равным 10 Н/кг. Тогда сила тяжести и вес приблизительно будут равны 20 Н.

Для изображения векторов силы тяжести и веса на рисунке необходимо выбрать и показать на рисунке масштаб в виде отрезка, соответствующего определенному значению силы (например, 10 Н).

Тело на рисунке изобразим в виде шара. Точка приложения силы тяжести — центр этого шара. Силу изобразим в виде стрелки, начало которой расположено в точке приложения силы. Стрелку направим вертикально вниз, так как сила тяжести направлена к центру Земли. Длина стрелки, в соответствии с выбранным масштабом, равна двум отрезкам. Рядом со стрелкой изображаем букву , которой обозначается сила тяжести. Так как на чертеже мы указали направление силы, то над буквой ставится маленькая стрелка, чтобы подчеркнуть, что мы изображаем векторную величину.

Поскольку вес тела приложен к подвесу, начало стрелки, изображающей вес, помещаем в нижней части подвеса. При изображении также соблюдаем масштаб. Рядом помещаем букву , обозначающую вес, не забывая над буквой поместить небольшую стрелку.

Полное решение задачи будет выглядеть так (Рис. 5).

Рис. 5. Оформленное решение задачи

Еще раз обратите внимание на то, что в рассмотренной выше задаче численные значения и направления силы тяжести и веса оказались одинаковыми, а точки приложения — различными.

При расчете и изображении любой силы необходимо учитывать три фактора:

· численное значение (модуль) силы;

· направление силы;

· точку приложения силы.

Сила — физическая величина, описывающая действие одного тела на другое. Обычно она обозначается буквой F . Единица измерения силы — ньютон. Для того чтобы рассчитать значение силы тяжести, необходимо знать ускорение свободного падения, которое у поверхности Земли составляет 9,8 Н/кг. С такой силой Земля притягивает к себе тело массой 1 кг. При изображении силы необходимо учитывать ее числовое значение, направление и точку приложения.

Список литературы

Перышкин А. В. Физика. 7 кл. — 14-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2010.
Перышкин А. В. Сборник задач по физике, 7-9 кл.: 5-е изд., стереотип. — М: Издательство «Экзамен», 2010.
Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. — 17-е изд. — М.: Просвещение, 2004.

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().
Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().
Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

Домашнее задание

Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7-9 классов №327, 335-338, 351.

Динамометром принято называть контрольно-измерительное устройство (прибор), который используется для измерения силы сжатия либо растяжения (в декаНьютонах), а также момента силы, измеряемого в килограммах силы.

Данные приборы существенно отличаются друг от друга по таким параметрам, как:

функциональная принадлежность;
предназначение;
конструкция силового звена изделия.

Этим обусловлено то, что значение измеряемого усилия, в зависимости от модели, может лежать в диапазоне: сотая доля Н – десятки тысяч КН. Очень распространенным устройством является .

Устройство классического динамометра состоит всего из двух элементов: отсчётного и силового устройства. В процессе выполнения замера измеряемое усилие деформирует силовое звено. Значение деформации посредством электрического сигнала (вариант – путём механической его передачи) поступает на цифровое (в первом случае) или аналоговое (во втором) отсчётное устройство.

В зависимости от типа применяемого силового устройства и реализованного принципа его действия, динамометры подразделяют на:

Гидравлические.
Механические:
- пружинные;
- рычажные.

В конструкции одного динамометра могут быть реализованы два принципа (типа) силовых устройств.

Динамометры механические

Пружинный механический – сила передаётся на пружину. В зависимости от назначения динамометра и направления приложения силы пружина при этом растягивается или сжимается. Возникающее значение упругой деформации пропорционально действующей силе.

Рычажный механический – в этом случае действующая сила деформирует сам рычаг. Величина полученной деформации регистрируется. Подобные приборы нельзя назвать точными. К тому же точность измерений существенно меняется в связи с изменением внешних температур.

Простейший общеизвестный пружинный динамометр, действующий на растяжение – «безмен». Простейший общеизвестный рычажный – динамометрический автомобильный ключ.

Динамометры гидравлические

Работа указанного прибора построена на принципе перемещения жидкости, находящейся в цилиндре, вовне за счёт воздействия силы, подлежащей измерению. Вытесняемая жидкость по специальной трубке поступает к аппарату, регистрирующему её количество.

Указанные приборы точнее механических аналогов, однако, существенно сложнее их в конструкционном плане, т.к. любая разгерметизация, либо неправильно выполненное дозирование жидкости, которая заправлена в прибор в процессе его изготовления, существенно сказывается на его точности.

Динамометры электрические

В указанной конструкции имеется два датчика. Один (основной) преобразует возникающую деформацию в электросигнал. Второй, дополнительный, усиливает сигнал, полученный из первого, и записывает его в ОЗУ. В качестве основных датчиков используются индуктивные, тензорезисторные, пьезоэлектрические или вибрационно-частотные. Весовая нагрузка деформирует датчик, в месте возникновения деформации возрастает сопротивление, что приводит к изменению силы тока. Последняя пропорциональна величине деформации и, соответственно, действующей на датчик силе. Модели электрических динамометров являются самыми высокоточными и обладают минимальными габаритами и весом.

Кроме классификации, приведённой выше, представленные на рынке динамометры подразделяют по их назначению на несколько больших групп, основными из которых являются:

медицинские динамометры;
образцовые динамометры.

Образцовые динамометры

Такое наименование присваивается эталонным приборам, главным назначением которых является измерение сил статического растяжения и сжатия, осуществляемое при проверках и ремонте испытательных машин и рабочих стендов. В состав такого динамометра входят датчик силы, который соединяется с цифровым измерителем.

В качестве образцовых механических приборов следует назвать модели ДОРМ (на растяжение) и ДОСМ (на сжатие). Говоря об электронных моделях можно, в качестве типовых, назвать модели ДОРЭ (растяжение) и ДОСЭ (сжатие).

Динамометры указанной группы практически не зависят от изменения внешней температуры, обладают встроенными механизмами самодиагностики и имеют компенсацию от боковых нагрузок, реализуемую в автоматическом режиме.

Эти приборы имеют незначительную массу и габариты, высокую точность и долговечность.

Они оснащаются пользовательскими интерфейсами, цифровыми индикаторами и возможностью подключения к ПК.

Медицинские динамометры

Данные приборы являются узкоспециализированными. Они позволяют определять уровень работоспособности, выносливость и силу человека, дают представление о состоянии его мышц, помогают контролировать ход восстановления организма после травмы.

Приборы указанной группы подразделяются на:

становые;
ручные (кистевые).

Кистевой динамометр

Это диагностический прибор, используя который можно определить сжимающую силу, которой обладает рука человека. Динамометр кистевой применяется для замера входной и текущей оценки состояния верхних конечностей после перенесённой травмы, либо при возникновении нарушения их работы.

Используются указанные приборы не только физеотерапевтами. Их широко используют в МЧС, армии, иных силовых структурах. А в компаниях, которые занимаются оказанием экспедиторских и транспортных услуг, в секциях разнообразных единоборств и фитнес-клубах, у лиц, занимающихся спортом профессионально, кистевые динамометры используются в обязательном порядке в целях контроля проф. пригодности.

Медицинские ручные динамометры подразделяются на механические и электронные. Типичным представителем приборов первой группы можно считать динамометры серии ДК, второй – ДМЭР. Следует отметить, что существуют специальные модели детских динамометров. Среди изделий данной группы можно назвать ДМЭР-30-0,5.

Динамометры становые

Данную группу составляют специализированные приборы, главным назначением которых является измерение сил различных мышечных групп, действие которых выпрямляет туловище человека. Приборы позволяют выполнять замеры силы всех мышц-разгибателей, отвечающих за это. Наиболее востребованными моделями динамометров данной группы являются ДС-500 и ДС-200.

В банковской и торговой сфере часто применяют .

Вам нужны очень надежные и качественные весы? Тогда выбирайте оптические вагонные весы. Подробнее в .

Хотите вести оптовую или розничную торговлю еще эффективней? Описание необходимого оборудования по ссылке.

Кистевой электронный динамометр ДМЭР-120-0,5 (медицинский)

В качестве типичного изделия указанной группы рассмотрим данную модель динамометра.
Основное назначение данного прибора – определение силы мышц руки у людей, профессионально занимающихся спортом.

Параметры динамометра:

Наиболее широко востребованными изделиями указанной группы являются медицинские ручные и становые динамометры. Изделия входят в обязательные комплекты дошкольных и школьных учреждений, спортивных секций и фитнес – клубов, медицинских реабилитационных центров и санаториев.

Принцип действия динамометра известен не очень большому количеству людей, собственно, как и сам этот прибор. Мы исправим это недоразумение, составив краткую характеристику такого инструмента. Возможно, он мог бы решить некоторые ваши задачи, а вы об этом и не догадывались!

Что же это за машина, что способна измерить силу?

Его относят к приборам, измеряющим силы или силовые моменты. Промышленные предприятия, на которых требуются силовые измерения, применяют подобные приспособления. Часто они необходимы для того, чтобы осуществить плановые поверки стендов, а также агрегатов, которые предназначены для различных испытаний. Используют их и при поверках силовых приборов, когда требуется определить силы 1 или 3 разрядов. Широко применяются данные приборы и в качестве эталонных средств по ГОСТу 8.065 и в тех работах, где нужно производить калибровку.

Первым прибором, который помогал измерить силы, были весы. Впервые их изображение появилось в печати в семнадцатом веке. В следующем столетии Сальтером было предложено для подобных целей устройство с пружиной, при помощи груза она растягивалась. Был прибор с циферблатом, там измерение выполнялось замкнутой кольцеобразной пружиной. Уже позже появились нажимы Прони и динамометры Томсона, Броуна, Межи и Геффнер-Альтенека. Последние модели усовершенствовали, и на сегодняшний день представилась возможность использовать их во многих отраслях.

Основные элементы, которые включают динамометры растяжения: силовое звено (упругий элемент) и отсчетное устройство. В силовом звене идет непосредственно измерение усилий: там происходит деформация или небольшие колебания. С их помощью и передаются сигналы на отсчетное устройство. Такими инструментами измеряются усилия в таких единицах измерения, как Ньютоны и килограмм-сила.

Итак, что измеряют динамометром, мы разобрались, теперь посмотрим, как подразделяются данные приборы по принципу действия. Они бывают механическими, которые классифицируют на пружинные и рычажные, гидравлическими и электрическими . Кроме таких прикладных задач, бывают и специфические разновидности силового прибора, например, тормозные и трансмиссионные. Теперь остановимся на каждом подробнее.

Виды силомерных инструментов – как они работают?

Механические инструменты такого вида делятся на пружинные и рычажные.

Ручной пружинный динамометр устроен так, что сила передается пружинам, они, в свою очередь, будут сжиматься и растягиваться, а направление уже будут создавать приложенные силы. После сжатий и растягиваний на приборе будут видны показатели. Вот они и будут основными величинами, именно их он и регистрирует.
В рычажных моделях деформация образуется с помощью установленного рычага.

Принцип работы гидравлического прибора основан на вымещениях измеряемой силой жидкостей из цилиндров. В конструкции имеется специальное цилиндрическое устройство, заполненное жидкостью. Когда на приспособлении создается усилие, то жидкость подступает к трубке и затем к аппарату, который записывает и регистрирует показатели. Таким нехитрым законом физики получилось создать довольно точный прибор.

А что же что измеряется динамометром электрического типа? Приборы такого вида состоят из датчиков, с их помощью преобразуется деформация от воздействий сил в электрические сигналы. Также имеются и дополнительные датчики, они усиливают и записывают электрические сигналы от первых датчиков. Если необходимо преобразовывать силы или силовые моменты в деформацию, то нужно пользоваться индуктивными, пьезоэлектрическими, тензорезисторными и вибрационно-частотными датчиками сопротивлений.

Когда будет создаваться силовой момент, то датчик тут же будет деформироваться, а токи моста сопротивлений будут меняться. У электрических сигналов силы всегда пропорциональны деформациям элементов, а значит, и силам воздействий. При помощи второго датчика будет усиливаться сигнал, а показатели будут записываться для следующей обработки.

Принцип работы тормозного измерителя силы основан на поглощении мощностей обследуемых агрегатов. Приборы такого типа отличаются конструктивными решениями, то есть могут быть установлены в тормоза разных видов. Это могут быть гидравлические тормоза Прони или электромагнитные, а с помощью двигателей определяется мощность. Во время работы происходит воздействие на вал, и вращательными усилиями или крутящими моментами происходит измерение прибором. Наиболее часто измеряется скорость вращений валов при помощи тахометра.

Результаты измерений сопоставляются, находится входная и выходная мощности прибора. При помощи гидравлического тормоза есть возможность измерить мощность на агрегатах с высокими оборотами.

В приборах трансмиссионного типа установлено устройство – тензодатчик. Он тесно связан с приводным валом, с его же помощью происходит и измерение деформаций кручений. Деформации меняют электрические сопротивления на тензодатчике. Наиболее часто такими приборами пользуются на судовых двигателях.

Почему не каждый слышал про динамометр?

Почему мы редко слышим об использовании этого приспособления? На самом деле, это очень специфический прибор, и сферы его применения не так доступны. Например, инструменты для замера силы широко применяются там, где необходимо измерять требуемую мощность для сжатия створок. Это почти все автоматически закрывающиеся системы. Работу таких приборов можно увидеть в дверях трамваев или автобусов. Под контролем такого приспособления открываются двери в вагонах поездов, метро, грузовых и пассажирских лифтов, автомобильных окон, сдвигающихся люков на крыше…

Если вспомнить некоторые случаи из жизни, то можно представить и различные травмы от таких дверей. Поэтому при разработке любых конструкций с такими приборами созданы специальные нормы и правила, не только связанные с установками, но и с их пользованием. При разработке рассчитываются все необходимые значения сил сжатий, особенно если это закрывающиеся системы. Производители учитывают все показатели при конструировании подобных механизмов.

Как развивается этот прибор сегодня?

Современная промышленность не останавливается на достигнутом. Появления таких приборов в жизни людей позволили создавать много полезных устройств, которые облегчают жизнь. Производители в своей работе используют новые открытия, новые технологии. Постепенно старые модели уходят из обихода и появляются новые, более удобные. Так, на сегодняшний день вместо привычных механических все больше используются электронные силомеры. Они отличаются составляющими элементами. содержит тензодатчик, то есть силовой датчик, измерительные индикаторы и соединительные провода или радиоканалы. Принцип работы такого вида прибора основан на измерении деформаций тензометрическим датчиком за счет воздействий прикладываемых сил. В процессе работы образуется электрический сигнал, полностью прямо пропорциональный сообщенной деформации. Полученные показатели и являются силовыми величинами.

В настоящее время именно такими приборами пользуются во многих промышленных отраслях для поверок испытательных машин, либо стендов. Поэтому производители стараются выпускать чаще такие приборы, предназначение которых – определять не только изменяющиеся, но и статические силы растяжений и сжатий. Последняя модель измерительного прибора СИУ2 и СИУ работает именно с помощью инструмента сжатий. Их применение наиболее востребовано на предприятиях, где необходимо проводить проверки испытательных конструкций.

Сегодня мы подробно расскажем вам о том, что измеряет динамометр, и какие разновидности данного прибора существуют. Но прежде чем ответить на эти и другие вопросы, необходимо разобраться, что же подразумевает под собой термин «динамометрия». Как известно, это слово образовалось от двух греческих: metron, то есть, мера, и dynamis — сила.

Следует отметить, что эта единица измерения особенно часто применяется в антропометрии, антропологии, в невропатологии, во время профессионального отбора, изучения воинских контингентов, утомления и проч.

Что измеряет динамометр?

Из всего вышесказанного можно смело сделать заключение о том, что динамометр — это специальное приспособление, при помощи которого абсолютно любой человек может легко и быстро измерить собственную мышечную силу.

Кстати, показания такого прибора значительно меняются в зависимости от продолжительности и трудности профессиональных работ. В том случае, если данный метод позволяет получать те или иные результаты в их графическом виде, то он называется динамографией.

Виды динамометров

В настоящее время представленный прибор имеет множество различных моделей. Наиболее распространенным среди них является динамометр медицинский ручной, который предназначается для измерения мышечной силы кисти руки. Такой прибор не зря называют медицинским, так как он часто применяется в больницах и поликлиниках, для оснащения медкабинета в санаториях, спортивных учреждениях и школах.

Однако ответом на вопрос о том, что измеряет динамометр, может послужить не только мышечная сила кисти руки. Ведь существуют такие разновидности данного прибора, которые часто используют для аналогичного замера силы мускулатуры ног и туловища, характеризующие степень физического развития того или иного человека.

Динамометр медицинский: внешний вид и расчеты

При помощи такого ручного аппарата медик может легко и быстро определить силу мышц кисти пациента. Во время этой процедуры поочередно проводятся два измерения на каждой руке, а затем фиксируется самый наилучший результат. Внешне представленный прибор напоминает Однако выглядит он немного иначе, с датчиком и измерительным табло. Кроме того, динамометр предназначается не для тренировочных циклических работ, а для единственного сжатия с максимально возможной для Если такую процедуру проводят исключительно в медицинских целях, то сотрудник больницы обязан занести полученные результаты в специальный журнал контроля.

Для получения более объективных показателей следует вычесть мышечной силы. Ведь ее рост в ходе тренировок довольно тесно взаимосвязан с ростом мышечной массы и веса тела спортсмена. Например, чтобы вы смогли самостоятельно определить относительную величину силы кистей собственных рук, необходимы те показания, которые были получены в килограммах из ручного медицинского динамометра, умножить на сотню, а затем разделить на вес тела человека. Так, для нетренированных ранее мужчин этот индекс будет равен 60-70, а для женщин — 45-50%.

Определение становой силы

Вычислив мощь кистей рук, можно проверить и результаты в таком базовом упражнении, как становая тяга. Именно в этом движении будут видны все силовые качества человека. Это связано с тем, что при таком упражнении у спортсмена задействуются все основные мышцы тела.

Чтобы осуществить такой замер, необходимо использовать специальный прибор, который внешне очень схож с обычным ножным эспандером. Он состоит из рукоятки для рук и подножки для ног. Однако вместо пружин данное приспособление имеет трос со своеобразным посередине.

Задача испытуемого заключается в том, чтобы потянуть рукоятки на себя с максимально возможной силой. Для того чтобы определить необходимые значения, следует аналогичным образом, как и в случае с ручным медицинским прибором, рассчитать относительную величину становой тяги. Ее результаты можно интерпретировать следующим образом:

меньше 170% — низкая;
от 170% до 200% — ниже средней;
от 200% до 230% — средняя;
от 230% до 250% — выше средней;
больше 260% — высокая.

Если в процессе тренировок у спортсмена значительно увеличиваются показатели относительной силы, то это свидетельствует о существенном повышении мышечной силы и, соответственно, о процентном росте содержания самой мышечной массы.

Факторы, которые, так или иначе, влияют на силовые показатели

В процессе оценки силы мускулатуры для самоконтроля, не стоит забывать, что она напрямую зависит от таких индивидуальных факторов, как:

Возраст человека.
Половая принадлежность.
Вес тела спортсмена.
Виды тренирующих воздействий.
Степень утомления и др.

Кроме того, показатели мышечной силы могут значительно изменяться в течение всех суток. К примеру, наименьшая величина наблюдается в утреннее и вечернее время, а наибольшая — в самом разгаре дня, то есть в середине.

Также стоит отметить, что существенное понижение у спортсмена или обычного человека часто отмечается во время:

общего недомогания;
каких-либо заболеваний;
нарушений режима дня и питания;
эмоциональных расстройств или при негативном настроении и проч.

Помимо всего прочего, значения на динамометре могут быть понижены у людей пожилого возраста, а также у тех, кому за 40-50 лет. Аналогичная ситуация часто наблюдается у мужчин или женщин, довольно редко занимающихся физической культурой, в том числе обычной гимнастикой, ходьбой и проч.

Для чего необходимо знать силовые показатели?

Далеко не все знают, как и что измеряет динамометр. Однако такой медицинский прибор довольно хорошо помогает тем, кто регулярно занимается спортом. Ведь систематические самонаблюдения позволяют человеку творчески относиться к своим ежедневным тренировкам и здоровому образу жизни в общем. Зная показатели собственной мышечной силы, спортсмен способен эффективно и рационально использовать физическую культуру для укрепления иммунитета и сохранения здоровья, а также для повышения работоспособности и даже профессионального роста.

Понятия давления — книга «МАНОМЕТРЫ» от НПО «ЮМАС»

Давлением р жидкости, газа или твердого тела, т. е. среды или вещества, называют силу, равномерно действующую на площадь поверхности.

В молекулярно-кинетической теории газа давление рассматривается как результат ударов молекул о стенки сосуда и связывает давление р со средней кинетической энергией поступательного движения молекул mv²/2 и их числом N в единице объема u следующей известной формулой:

р = Nmv²/(3u), (1.1)

где m – масса молекулы; v²^{– средний квадрат скорости молекулы.}

В практике теплотехнических измерений наиболее часто используют понятия давления: абсолютного р_абс, избыточного р_изби вакуумметрического р_в, различие которых состоит в отношении к атмосферному (барометрическому) давлению р_атм. Абсолютное давление, под которым подразумевают суммарное давление, воздействующее на вещество, определяется суммой атмосферного (барометрического) и избыточного давления:

р_абс = р_атм + р_изб. (1.2)

Соответственно избыточное давление представляет разность между абсолютным и атмосферным

р_изб = р_абс – р_атм. (1.3)

Приборы, измеряющие избыточное давление, как следует из (1.3), в действительности являются измерителями разностного (дифференциального) давления. На чувствительный элемент, например трубчатую пружину, точнее на ее внутреннюю полость, воздействует измеряемое давление. Это приводит к изменению ее положения. В это время снаружи такому сдвигу противодействует атмосферное давление. В результате на шкале прибора отображается разница между измеряемым – абсолютным давлением и давлением внешнего окружения – атмосферным.

Вакуумметрическое давление (вакуум) — давление разряженного газа определяется как разность между атмосферным и абсолютным давлением, которое ниже атмосферного:

р_в = р_атм – р_абс. (1.4)

Соответственно численное значение вакумметрического давления указывается со знаком «минус».

Термин «давление» включает понятия «напора» и «тяги», принятые только в нашей стане, и для которых характерно измерение избыточного и вакуумметрического давлений низких значений, т.е. положительного и отрицательного его значения.

98.Под действием, каких сил движутся заряды внутри источника тока?

1.Основная задача механики…

определение в любой момент времени скорости и координаты тела

определение скорости тела в любой точке траектории определение направления движения

определение положения тела относительно Земли

2.В каком случае движение тела нельзя рассматривать как движение материальной точки?

движение детали в станке при обработке

движение Земли вкруг Солнца

движение спутника вокруг Земли

движение самолета, летящего из Алматы в Москву

3.Что описывает центростремительное ускорение?

Изменение направления скорости

Скорость тела

Изменение модуля скорости

Массу тела

4.Под действием, каких сил движутся заряды внутри источника тока?

сторонних

кулоновских

внутренних

постоянных

5.Момент сил есть физическая величина, равная

произведению силы на плечо произведению массы тела на скорость произведению силы и времени действия

произведению силы на скорость

6.Что такое сила упругости?

сила, появляющаяся при деформации тела или из-за смещения частей тела при деформации, и направленная против деформации

сила притяжения, направленная к центру Земли

взаимное притяжение тел, направленное по линии, соединяющей их

сила взаимодействия зарядов, направленная по прямой, соединяющей их

7.Какую энергию можно назвать потенциальной?

энергию, зависящую от взаимного расположения тел энергию, связанную с движением тела энергию деформированного упругого тела энергию, отданную горячим телом холодному

8.Что называется кинетической энергией тела?

энергия движения тела

энергия покоя тела

внутренняя энергия

нет верного ответа

9.Укажите закон сохранения энергии

10.При отсутствии трения, и при увеличении угла наклона, КПД наклонной плоскости…

не изменяется

сначала уменьшается, затем увеличивается

увеличивается

уменьшается

11.Из какого закона вытекает 1-ый закон термодинамики? закон сохранения энергии закон сохранения импульса закон связи между энергией и массой

1-ый закон Ньютона

12.Что такое КПД цикла Карно?

отношение работы, совершенной за цикл к теплу, выделенному нагревателем

отношение тепла, выделенного во внешнюю среду к работе, совершенной за цикл

отношение работы к теплу, сообщенного холодильнику

среди ответов нет правильного

13.Электрический ток – это…

упорядоченное движение электрических зарядов

беспорядочное движение электрических зарядов упорядоченное движение посторонних частиц

беспорядочно движение зарядов и упорядоченное движение посторонних частиц

14.Сила тока в проводнике равна 3 А. Определите количество заряда, прошедшего через сечение проводника за 4 с?

15.Ниже приведены условия для возникновения тока. Какое из условий неправильное?

наличие конденсатора в цепи

замкнутость цепи

наличие постоянного электрического поля в проводнике

наличие разности потенциалов

16.Проводимость полупроводника с акцепторной примесью:

дырочная электронная

электронная и дырочная

положительные ионы

17.Определите проводники, в которых при наличие тока, есть перенос вещества

1.металлы 2.полупроводники 3.электролиты

только 3

только 1

только2

3и2

18.Какие действия проявляются при прохождении тока через электролит?

тепловое, химическое и магнитное

химическое, при этом тепловое и магнитное отсутствует

тепловое, при этом химическое и магнитное отсутствует

тепловое и химическое, при этом магнитное отсутствует

19.Для чего используются транзисторы?

для усиления электрических сигналов

для выпрямления тока

для преобразования механической энергии в электрическую

для преобразования химической энергии в электрическую

20.При вставлении магнитной палочки в катушку, в катушке возникает ток. Как называется это явление?

электромагнитная индукция магнитная индукция

самоиндукция

индуктивность

21.По правилу Ленца:

поле индуцированного тока направленно против причин его возникновения индуцированный ток направлен в сторону противоположную основному току

индуцированный ток направлен в направлении основного тока

среди ответов нет правильного

22.Выпрямление магнитного поля в ферромагнетике

из-за «самовращения электронов»

связано с движением электронов вокруг ядер

связано с перераспределением зарядов

из-за влияния внешнего магнитного поля

23.Если энергия магнитного поля уменьшится в 16 раз, как изменится сила тока в контуре?

уменьшится в 4 раза

уменьшится в 16 раз

уменьшится в 8 раз

увеличится в 4 раза

24.Однородное магнитное поле оказывает на рамку с током…

механическое воздействие

химическое воздействие

тепловое воздействие

световое воздействие

25.Электрический диполь это

положительный заряд и ядро

два положительно связанных заряда

два точечных заряда, равных по модулю и противоположных по знаку

два отрицательно связанных заряда

26.Какие воздействия оказывает ток, проходя через раствор электролита?

тепловое, магнитное и химическое

химические, при этом тепловое и магнитное воздействие отсутствуют

тепловое, при этом магнитное и химическое воздействия отсутствуют

магнитное, при этом химическое и тепловое воздействия отсутствуют

27.Укажите физическое явление, на котором основано принятие сигналов колебательным контуром радиоприемника:

резонанс

сохранение энергии

преобразование энергии

модуляция

28.Единица измерения напряженности в системе СИ?

29.Как называется явление огибания малых препятствий волной

дифракция

интерференция

когерентность дисперсия

30.Специальная теория относительности – раздел физики…

рассматривающий основные свойства пространства и времени

рассматривающий внутриядерные процессы

рассматривающий звезды и системы звезд рассматривающий строении атомов

31.По теории относительности:

принцип относительности сохраняется, и распространяется на все явления

механический принцип относительности не сохраняется

в электродинамике принцип относительности не выполняется

в оптике принцип относительности не выполняется

32.Свет падает на белую и черную поверхность. На какую поверхность давление больше?

на белую

на черную

одинаково

на белую поверхность давление не оказывается

33.Какое из приведенных явлений показывает квантовую природу света?

фотоэффект

интерференция

дифракция

поляризация

34.Что такое внешний фотоэффект?

вырывание электронов с поверхности путем освещения

вырывание нуклонов при поглощении ядром гамма — квантов

появление ЭДС при освещении полупроводников

изменение проводимости твердых тел под действием света

35.Какая физическая величина характеризует инертность тела?

масса

ускорение

путь

сила

36.Единица измерения энергии в международной системе единиц.

Дж

кг

Вт

37.На каком явлении основан метод рентгеноструктурного анализа?

дифракция

отражение

интерференция

преломление

38.Квант электромагнитного взаимодействия:

фотон

пион

гравитон

бозон

39.Причина взаимодействия тока в цепи вакуумного фотоэлемента при его освещении:

фотоэффект

электролиз

рекомбинация

фотосинтез

40.Чему равно падение напряжения в параллельно соединенных участках цепи?

Напряжение увеличивается

Напряжение уменьшается

41.В каких случаях закон сохранения энергии не выполняется?

в незамкнутых системах

в замкнутых системах

только в механических системах

в термодинамических системах

42.Колебания колебательного контура вызваны…

емкостью

сопротивлением

индуктивностью

зарядом

43.Что такое трансформатор?

прибор для преобразования переменного тока

прибор для разгона заряженных частиц

прибор для разделения изотопов

прибор ля создания радиоактивного излучения

44.От чего зависит электроемкость проводника?

от параметров проводника

от заряда, сообщенного проводнику

от материала проводника

от энергии заряженного проводника

45.Как называется передача информации при помощи радиоволн?

радиосвязь

радиолокация

радиоэфир

радионовости

46.Прибор, измеряющий напряжение?

вольтметр

амперметр

ваттметр

омметр

47.Кинетическая энергия системы тел:

сумма кинетических энергий тел системы

половина произведения квадрата скорости на массу системы

отношение квадрата импульса к удвоенной массе

энергия покоя системы

48.Что такое амплитуда колебаний?

наибольшее отклонение от положения равновесия

полное колебание за 1 секунду

зависимость периода колебаний от силы тяжести

направлена против смещения

49.Какой из нижеприведенных вариантов можно использовать вместо Ньютон/кг?

50.Что такое электрон?

элементарная частица с зарядом

ион водорода ион гелия

51.Укажите единицу измерения момента силы.

52.Где сконцентрирована энергия заряженного конденсатора?

в промежутке между пластинами снизу

не определенно

на пластинах и соединяющих проводах

53.Какую проводимость имеет чистый полупроводник без примесей?

не имеет проводимости

электронную

дырочную акцепторную

54.По первому постулату теории относительности в инерциальных системах отсчета протекают одинаково.

Любые физические явления

Только оптические явления (скорость света)

Только термодинамические явления

Только механические явления

55.При падении света на вакуумный фотоэлемент, в проводах его цепи возникает ток. Причина возникновения тока.

фотоэффект

рекомбинация

ионизация

фотосинтез

56.Тело движется равномерно при отсутствии трения. При наличии трения…

будет двигаться равнозамедленно движение не изменится

будет двигаться равноускоренно

будет в покое

57.Укажите уравнение движения тела, движущегося равноускоренно.

58.Мяч кинули вверх со скоростью 7 м/с. Укажите уравнение движения мяча.

59.Что такое нормальное ускорение?

Составляющая ускорения по направлению скорости

Скорость изменения вектора скорости

Величина, описывающая изменение модуля скорости

Составляющая вектора скорости, описывающая изменение модуля скорости

60.Что такое поляризация диэлектрика?

Смещение молекулярных диполей под действием электрического поля

Смещение молекулярных диполей под действием электрического поля в обратном направлении

Подзарядка диэлектрика под действием электрического поля

Нет правильного ответа

61.Что такое спектральный анализ

Анализ спектра атомов и молекул

Анализ распределения атомов и молекул по энергиям

Анализ распределения атомов и молекул по скоростям

Анализ структуры вещества

62.Для определения изменения положения тела в любой момент времени достаточно знать:

Массу тела, силу, действующую на тело и начальную скорость

Ускорение тела

Начальную скорость

Силу, действующую на тело

63.От чего зависит сила трения?

От силы давления

От положения тел

От площади взаимодействия

От формы тел

64.Какой единицей измерения можно заменить Кл/с?

65.Коэффициент жесткости пружины равен k. Чему равна жесткость системы, состоящей из двух таких параллельно соединенных пружин?

66.Какой закон взят в основе уравнения фотоэффекта Эйнштейна?

закон сохранения энергии

закон сохранения импульса

закон сохранения массы вещества

закон Стефана-Больцмана

67.Что такое сила тока?

отношение заряда q, пройденного через поперечное сечение проводника ко времени

положительный заряд, перенесенный в единицу времени

величина, зависимая от заряда, переносимого каждой частицей величина, зависимая от площади поперечного сечения

68.Электрическим током называется упорядоченное движение…

электронов

положительных ионов

отрицательных ионов

электронов и положительных ионов

69.Чему равно магнитное поле создаваемое системой токов?

геометрической сумме полей создаваемых каждым током

алгебраической сумме полей создаваемых каждым током

произведению сил токов

сумма токов

70.Как направлен вектор магнитной индукции?

с юга на север

в направлении тока

с севера на юг

против нормали контура

71.По теории относительности:

Принцип относительности сохраняется и распространяется на все явления

Принцип относительности в механике не выполняется

Принцип относительности в оптике не выполняется

Принцип относительности в термодинамик не выполняется

72. Какое из утверждений верно для модели идеального газа?

между молекулами не действуют силы притяжения

между молекулами действуют силы притяжения

между молекулами действуют силы отталкивания

Между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания

73.Каков характер движения материальной точки, если сумма сил, приложенных к ней, равна нулю?

равномерный

ускоренный

замедленный

вращательный

74.Средняя скорость представляет собой

отношение всего пройденного пути ко времени, в течение которого этот путь пройден

первую производную от радиуса-вектора по времени

скорость тела в данный момент времени

первую производную от координаты x по времени

75.По какой формуле можно вычислить момент инерции сплошного шара массы m и радиуса R (ось вращения направлена вдоль диаметра шара)?

76.Существуют ли в природе магнитные заряды?

нет

да, если магнитное поле является постоянным

да, если магнитное поля является переменным

да, если модуль магнитной индукции больше некоторого критического значения

77.Нормальное ускорение…

направлено вдоль радиуса кривизны траектории

вычисляется по формуле a = V/R

направлено вдоль вектора скорости

является скалярной величиной

78.Под каким углом друг относительно друга направлены векторы скорости и нормального ускорения?

90

180

0

45

79.Какой смысл имеет величина a в теореме Штейнера? ( I = I₀ + m a² )

расстояние между двумя параллельными осями вращения;

ускорение тела

момент инерции тела

радиус вращающегося тела

толщина вращающегося тела

80.Какое из перечисленных ниже значений может принять момент инерции тела I ?

81.Как называется сила, действующая на точечный заряд?

сила Кулона

сила Ньютона

сила Гука

Сторонняя сила

82.Укажите единицы измерения момента силы.

Дж;

Дж / с

Н / м

83.Момент инерции тела имеет смысл

момента импульса

меры взаимодействия между телами

потенциальной энергии тела

меры инертности тела

84.Каковы единицы измерения момента инерции тела?

85.Что представляет собой величина U в формуле

внутренняя энергия

количество теплоты

напряжение

Потенциальная энергия в поле силы тяжести

86.Единица измерения напряженности в системе СИ?

87.Зависит ли разность потенциалов от траектории движения?

нет

да

только при перемещении положительных зарядов

Для бесконечно удаленной точки

88.Как называется дольная единица электроемкости равная 10^-9Ф?

нано -фарада

пико — фарада

микро — фарада

мега-фарада

89.Упорядоченное движение, каких зарядов, принято считать за направление тока?

положительных

отрицательных

электрических диполей

Нейтральных зарядов

90.Закон Ома для участка цепи с параллельным включением трех сопротивлений R₁, R₂, R₃?

(

91.Чему равно падение напряжения в параллельно соединенных участках цепи?

U = const

U = 0

Напряжение увеличивается

Напряжение уменьшается

92.Единица измерения мощности

ватт

Джоуль

ампер/ Ом

Паскаль

93.Что представляет собой величина æ в формуле ?

коэффициент теплопроводности

коэффициент диффузии

внутренняя энергия

количество теплоты

94.Как называются примеси захватывающие электроны?

акцепторными.

полупроводниковыми

донорными

cвободными

95.Сколько р-n переходов имеет полупроводниковый диод?

один

два

три

ни одного

96.Основной недостаток полупроводниковых диодов?

зависимость параметров от температуры

зависимость от сопротивления

зависимость параметров от приложенного напряжения

пропускать ток в одном направлении

97.Формула определения электродвижущей силы

сторонних

кулоновских

внутренних

Постоянных

99.Что происходит с удельным сопротивлением полупроводника при понижении

температуры?

удельное сопротивление увеличивается

удельное сопротивление уменьшается

удельное сопротивление не изменяется

Удельное сопротивление сначала увеличивается, а затем не изменяется

100.Чему равна электрическая постоянная ε₀?

8,85· 10^-12Кл²\ Н·м²

9,85· 10^-12Кл²\ Н·м²

10^-12Кл²\ Н·м²

9, 85· 10^-12Кл²\ Н

101.Укажите правильную зависимость между линейной V и угловой w скоростями вращающегося тела.

102.Укажите формулу, выражающую основное уравнение динамики вращательного движения тела относительно неподвижной оси.

103.Укажите правильную формулу для вычисления ускорения.

104.Какой из приведенных ниже законов описывает диффузию?

105.Какой из приведенных ниже законов описывает явление переноса импульса?

)

106.Как называется закон, который записывается следующим образом:

закон сохранения электрического заряда

закон Кулона

закон элементарного заряда

Закон Гука

107.Когда диэлектрик становится проводником?

При очень высоком пробивном напряжении

при очень высокой температуре

при повышении внешнего давления

при увеличении сопротивления

108.Где сосредоточен весь статический заряд проводника?

на его поверхности

по всему проводнику

в центре проводника

Это утверждение не имеет смысла

109.Формула, определяющая силу постоянного тока

110.Закон Ома для участка цепи

111.Каким соотношением связаны сила тока и сопротивления проводников при параллельном соединении?

112.Какая формула является законом Ома для замкнутой цепи?

113.Чему равна энергия конденсатора?

114.Как называется сила, действующая на точечный заряд?

сила Кулона

сила Ньютона

сила Гука

Сторонняя сила

115.По какой из приведенных ниже формул можно в общем случае вычислить полное ускорение тела?

116.По какому закону изменяется ускорение тела, если его скорость изменяется с течением времени по закону V = A t² + 2 B t ?

117.Укажите правильную зависимость между линейной V и угловой w скоростями вращающегося тела.

118.Тело движется вдоль оси Х по закону x = At²+ Bt. По какому из приведенных ниже законов будет изменяться его скорость?

119.Формула угловой скорости –

120.Масса – это…

скалярная величина, характеризующая инертность тела при взаимодействии

скалярная величина, характеризующая вес тела

скалярная величина, характеризующая давление тела на другие тела

скалярная величина, характеризующая силу притяжения тела к земле

121.Единица измерения импульса тела

122.Ускорение свободного падения равно:

123.Деформация — это

изменение формы и объема тела при внешнем воздействии

изменение формы, но не объема тела при внешнем воздействии

изменение формы и объема без какого либо воздействия

изменение агрегатного состояния тела при внешнем воздействии

124.Силы трения —

непотенциальные

потенциальные

инерциальные

неинерциальные

125.Механика изучает —

механическое движение

механические взаимодействия

всякое движение

равноускоренные движения

126.Свободным телом называют тело

на которое не действуют другие тела и поля

которое взаимодействует с другими телами и полями

которое не взаимодействует с телами даже при изменении температуры

которое свободно взаимодействует с другими телами и полями

127.Единица измерения силы

ньютон

джоуль

кулон

паскаль

128.Ёмкость конденсатора в контуре С=50мкФ, циклическая частота контура 5000 Гц.

Чему равна индуктивность?

129.Трансформатор – это устройство…

Для преобразования переменного тока

Для ускорения заряженных частиц

Для разделения изотопов

Для определения радиоактивных излучений

130.Какая формула выражает зависимость концентрации молекул атмосферы от высоты?

)

131.Укажите математическую запись барометрической формулы.

132.Какая из приведенных ниже формул выражает третий закон термодинамики?

S = 0

E = 0.5ikT

Q = A

Q = U

133.Укажите правильную формулу для определения теплоёмкости вещества.

134.Какова скорость света звука в вакууме?

135.Укажите правильную формулу для вычисления ускорения.

136.Какое из приведенных ниже уравнений является уравнением Ван-дер-Ваальса?

(

137.В состав ядра входят:

протоны и нейтроны

Электроны и нейтроны

нейтроны

протоны, нейтроны и электроны

138.Укажите формулу, выражающую основное уравнение динамики вращательного движения тела относительно неподвижной оси.

13.Что такое R?

резистор-сопротивление

трансформатор

диод

варикап

140.Русский физик изобретатель радио

Попов

Яблочков

Менделеев

Семенов

141.Что впервые в 1878г. использовал Н.Н.Яблочков для питания «электрических свечей»

трансформатор

генератор

аккумулятор

батарею

142.Устройство, регулирующее поступление энергии транзистор диод

трансформатор

резистор

143.Единица измерения Ом*м в системе СИ называется

удельное сопротивление

сопротивление

емкость

освещенность

144.Дольная единица измерения 10^-6 называется

микро

милли

нано

пико

145.По какой формуле можно вычислить момент инерции сплошного шара массы m и радиуса R (ось вращения направлена вдоль диаметра шара)?

146.По какой формуле рассчитывается индуктивное сопротивление?

147.Как называется дольная единица электроемкости равная 10^-9Ф?

нано — фарада

пико — фарада

микро — фарада

мега-фарада

148.Что представляет собой величина U в формуле ?

внутренняя энергия

количество теплоты

напряжение

потенциальная энергия в поле силы тяжести

149.Линия действия силы — это

прямая, вдоль которой направлена сила

прямая, перпендикулярно которой направлена сила

прямая, от которой направлена сила

прямая, в обратную от которой направлена сила

150.Закон всемирного тяготения:

151.Сила тяжести — это

сила, с которой тела притягиваются друг к другу

сила, с которой тело притягивается к Земле

сила, с которой тела отталкиваются друг от друга

сила давления тел друг на друга

152.Закон Ома для участка цепи с параллельным включением трех сопротивлений R₁, R₂, R₃?

(

153.Чему равно падение напряжения в параллельно соединенных участках цепи?

Напряжение увеличивается

Напряжение уменьшается

154.От чего зависит потенциальная энергия?

от взаимного расположения тел

от движения тел

от ускорения тел

от взаимного притяжения тел

155.Потенциальная энергия обусловлена:

взаимодействие тел

движением тел

ускорением тел

притяжением тел

156.Единица измерения мощности:

Ватт

Вольт

Ом

Джоуль

157.Единица измерения работы:

Джоуль

Паскаль

Фарад

Ватт

158.Формула силы тяжести:

159.Статика —

изучает условия равновесия тел,при действии различных сил

изучает причины возникновения и изменения механического движения

изучает механическое движение

изучает причины движения

160.Механика —

изучает механическое движение и его причины

изучает условия равновесия тел при действии различных сил

изучает механические взаимодействия тел

изучает причины движения

161.Динамика —

изучает причины возникновения и изменения механического движения

изучает условия равновесия тел

изучает механическое движение

изучает взаимодействия тел и причины этих взаимодействий

162.Атом —

наименьшая частица данного химического элемента, носитель его свойств

наибольшая частица данного химического элемента, носитель его свойств

наименьшая частица данного химического элемента с отрицательным зарядом

наименьшая частица данного химического элемента с положительным зарядом

Силомеры | PCE Instruments

В физике сила — это физическая величина, которая измеряет интенсивность обмена импульсом между двумя частицами или системами частиц (на языке физики элементарных частиц это называется взаимодействием). Согласно классическому определению, сила — это любой агент, способный изменять количество движения или форму материальных тел. Это не следует путать с понятиями усилия или энергии.

Виды силы

Сила растяжения:
Натяжение — это название внутренней силы, приложенной к телу за счет приложения двух сил, которые тянут в противоположных направлениях и растягивают его.
Логично, что натяжение любого участка, перпендикулярного этим силам, нормально к этому участку, и они имеют противоположный эффект силам, пытающимся растянуть тело.
В случае твердых тел деформация может быть постоянной; в этом случае тело превысило предел текучести и ведет себя как пластик, так как после прекращения силы тяги оно остается растянутым; если деформация непостоянна, тело называют упругим, так что когда сила тяги исчезает, оно восстанавливает свою первоначальную длину.
Взаимосвязь между возникающей растягивающей силой и возникающей деформацией обычно представляется графически с помощью диаграммы с декартовой осью, которая иллюстрирует процесс и предлагает информацию о поведении рассматриваемого тела.

Сила сжатия:
Сжатие — это результат напряжений или давлений, которые существуют в деформируемом или полунепрерывном твердом теле, характеризующийся тем, что он имеет тенденцию к уменьшению объема тела и укорачивает тело в определенном направлении.

В общем, когда материал подвергается действию ряда сил, возникает такое сильное изгибание, такое как сдвиг или скручивание, все эти силы вызывают появление напряжений, как растяжения, так и сжатия. Однако в технике существует различие между силой сжатия (осевой) и растяжением сжатия.
В механической призме сила сжатия может быть просто результирующей силой, которая воздействует на определенный участок, поперечный барицентрической оси указанной призмы, что приводит к укорачиванию детали в направлении барицентрической оси.Призматические детали, подверженные значительному сжимающему усилию, подвержены изгибу при изгибе, поэтому для правильного выбора размера необходимо изучить этот тип нелинейной геометрии.

Помимо измерения максимальной силы разрыва или разрыва, с помощью измерителей силы, он может определять временной дискурс силы. Для этого требуется дополнительный пакет программного обеспечения и ручной тестовый стенд LTS-20. Справа вы можете увидеть фотографию, показывающую комбинацию этих устройств.В Измерители силы серии PCE-FM могут определять множество значений измерений, но программное обеспечение может передавать эти данные по одному значению каждые 2 секунды. Если требуется более высокая скорость передачи, можно использовать гипертерминал Windows. Звоните в наши офисы по: Для клиентов из Великобритании +44 (0) 23 809870 30 / для клиентов из США (561) 320-9162. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно программного обеспечения или передачи данных на компьютер. По следующей ссылке вы найдете информацию о: Сертификатах калибровки для измерителей силы.

Силовая платформа — обзор

СИЛОВЫЕ ПЛАТФОРМЫ

Силовая платформа, также известная как «силовая пластина», используется для измерения силы реакции земли, когда субъект проходит по ней (рис.4.8). Несмотря на то, что многие специализированные типы силовых платформ были разработаны на протяжении многих лет, большинство клинических лабораторий используют коммерческую платформу, «типичная» конструкция имеет высоту около 100 мм с плоской прямоугольной верхней поверхностью размером 400 мм на 600 мм. Чтобы сделать верхнюю поверхность чрезвычайно жесткой, ее делают либо из большого куска металла, либо из легкой сотовой структуры. Внутри платформы несколько датчиков используются для измерения крошечных смещений верхней поверхности по всем трем осям при приложении к ней силы.Электрическая мощность платформы может быть восьми или шестиканальной. Восьмиканальный выходной сигнал состоит из:

1.: Четыре вертикальных сигнала от датчиков около углов платформы
2.: Два продольных сигнала от боковых сторон платформы
3: Два боковых сигнала спереди и сзади платформы.

Шестиканальный выход обычно состоит из:

1.: Три величины вектора силы
2.: Три момента силы в системе координат, основанной на центре платформы.

Хотя можно использовать выходной сигнал с силовой платформы напрямую, например, отображая его на осциллографе, гораздо чаще его собирают в компьютер через аналого-цифровой преобразователь. Ни восьмиканальный, ни шестиканальный выход силовой платформы не особенно удобен для биомеханических расчетов, и обычно данные преобразуют в какую-либо другую форму.К сожалению, не было установлено стандарта для систем координат, используемых для кинетических или кинематических данных.

В идеале силовая платформа должна быть установлена ниже уровня пола, причем верхняя поверхность должна быть заподлицо с полом. Если это невозможно, обычно строят слегка приподнятую дорожку, чтобы учесть толщину платформы. Крайне нежелательно, чтобы субъект поднимался на платформу, а затем снова спускался с нее, поскольку такой шаг никогда нельзя рассматривать как «нормальную» ходьбу.Силовые платформы очень чувствительны к вибрации зданий, и многие ранние лаборатории ходьбы были построены в подвалах, чтобы уменьшить эту форму помех. По мнению автора, эта проблема была переоценена, поскольку, хотя вибрации здания можно увидеть в данных силовой платформы, они пренебрежимо малы по сравнению с величиной сигналов, записанных от субъектов, идущих по платформе.

Одна проблема, которая может возникнуть при использовании силовых платформ, — это «прицеливание».Чтобы получить точные данные, вся ступня объекта должна приземлиться на платформу. Заманчиво сказать испытуемому, где находится платформа, и попросить его убедиться, что его шаги точно касаются ее. Однако это может привести к искусственному паттерну походки, поскольку субъект «нацеливается» на платформу. По возможности платформа должна быть замаскирована так, чтобы она не отличалась заметно от остальной части пола, а субъект не должен быть проинформирован о ее присутствии. Для этого может потребоваться несколько прогулок с небольшими корректировками исходного положения, прежде чем можно будет получить приемлемые данные.

Там, где требуется запись с обеих ног, относительное расположение двух силовых платформ может стать серьезной проблемой. Не существует единого устройства, подходящего для всех испытуемых, и некоторые лаборатории разработали системы, в которых одна или обе платформы могут перемещаться в соответствии с походкой отдельных испытуемых. На рисунке 4.9 показано расположение, используемое в ряде лабораторий, что является разумным компромиссом для исследований на взрослых, но неудовлетворительным, когда длина шага очень короткая или очень длинная.Для субъектов с очень коротким шагом, например детей, лучшие результаты могут быть получены, если платформы установлены с меньшими размерами в направлении ходьбы. В качестве альтернативы можно изменить направление прогулки, чтобы пересечь платформы по диагонали. Несмотря на эти стратегии, проблема может оказаться неразрешимой. Например, Gage et al. (1984) заметил, что «данные силовой пластины не учитывались, потому что маленькие дети часто дважды наступали на одну и ту же платформу из-за их короткой длины шага».Некоторые лаборатории повышают свои шансы на получение достоверных данных за счет использования трех или четырех силовых платформ.

Часто невозможно поставить одну ногу целиком на одну силовую платформу, а другую ступню — на другую, без нежелательных дополнительных шагов на той или иной платформе. В некоторой степени компьютерное программное обеспечение может использоваться для «расшифровки» данных, когда обе ноги наступают на одну платформу, но, как правило, необходимо использовать данные только с одной ноги за раз.

Обычные методы отображения данных силовой платформы:

1.: Отдельные компоненты в зависимости от времени (см. Рис. 2.19)
2.: «Диаграмма бабочки» (см. Рис. 2.8 )
3.: Центр давления (см. Рис. 2.20 и 2.21).

В последнем случае, если требуется наложить контур стопы в правильном положении на графике, необходимо также измерить положение стопы на силовой платформе, например, с помощью талька.

При интерпретации данных силовой платформы необходимо учитывать ряд моментов. Во-первых, хотя ступня является единственной частью тела, контактирующей с платформой, силы, передаваемые ступней, являются производными от массы и инерции всего тела. Силовая платформа была описана как «акселерометр всего тела»; его выход дает ускорение в трехмерном пространстве центра тяжести тела в целом, включая конечность, которая находится на земле, и ногу, которая качается в воздухе.Это означает, что изменения общей инерции тела могут заглушить небольшие изменения силы реакции опоры из-за событий, происходящих внутри стопы. Например, довольно высокие моменты регистрируются вокруг вертикальной оси во время фазы опоры походки (рис. 4.10). Хотя они могут быть немного изменены локальными событиями в стопе, они в основном происходят из ускорения и замедления другой ноги, когда она проходит фазу замаха. Реакция на силы, ответственные за это ускорение и замедление, передается полу через ногу фазы опоры и проявляется в выходных данных силовой платформы, главным образом как крутящий момент вокруг вертикальной оси.

При интерпретации данных силовой платформы также полезно помнить, что сила эквивалентна скорости изменения количества движения. Если два объекта одинаковой массы падают на силовую платформу с одинаковой высоты, то один, отскакивающий, создаст более высокую силу реакции земли, чем другой. Поначалу это может показаться удивительным, пока не будет осознано, что изменение количества движения в два раза больше для объекта, который отскакивает, чем для объекта, который не отскакивает.

Может быть сложно измерить переходные процессы, такие как удар пяткой, с помощью силовой платформы.Это связано с тем, что верхняя пластина обычно довольно массивна и плохо реагирует на очень короткие нагрузки. Переходный процесс пятки, показанный на рис. 2.22, был зарегистрирован с использованием новой конструкции (Bertec) с жесткой, но легкой верхней пластиной, обеспечивающей высокую частотную характеристику. При измерении переходных процессов важно не пропускать данные через фильтр нижних частот. Если данные дискретизируются с помощью компьютерного аналого-цифрового преобразователя, частота дискретизации должна быть достаточно высокой для точной записи формы сигнала (1000 Гц на рис.2.22).

Данные силовой платформы сами по себе имеют ограниченную ценность при анализе походки. Тем не менее, некоторые лаборатории используют их эмпирически, например, ища определенные закономерности на «диаграмме бабочки» (Rose, 1985) или сравнивая высоты различных пиков и впадин. Некоторые выводы можно также сделать из формы кривых отдельных компонентов силы. Например, существует связь между сгибанием колена в фазе опоры и опусканием в середине стойки в вертикальном компоненте силы.Однако истинное значение силовой платформы можно оценить только тогда, когда данные о силе реакции земли объединены с кинематическими данными. Комбинация обеспечивает гораздо более полное механическое описание походки, чем любая из них сама по себе, и позволяет рассчитывать суставные моменты и силы.

Ряд рабочих разработали устройства, которые не являются силовыми платформами, но имеют ту же функцию. Обычно они состоят из небольшого количества датчиков силы, которые крепятся к подошве обуви.Когда субъект идет, электрическая мощность дает силу реакции земли и центр давления. Обычно измеряется только вертикальная составляющая силы реакции опоры, хотя была описана по крайней мере одна трехосная система. Заявленные преимущества:

1.: Возможность измерения за несколько шагов
2.: Нет проблем с «прицеливанием»
3.: Нет риска наступить на платформу с обоими ноги
4.: Отсутствует риск потери платформы или ее частичного или полного отсутствия.

К недостаткам можно отнести наличие датчиков силы под ногами и соответствующей проводки. Кроме того, система координат для измерения силы перемещается вместе с ногой, в отличие от системы координат в помещении, используемой для кинематических данных. Это очень затрудняет объединение двух типов данных для выполнения полного биомеханического анализа.

Силовые платформы также могут использоваться для тестирования баланса и измерения постурального колебания, что важно в некоторых формах неврологической диагностики.Однако для полного анализа механизма баланса необходимо обеспечить некоторые средства, с помощью которых как опорная поверхность, так и визуальная среда могут перемещаться относительно объекта.

Измерение силы

Сила и ее эффекты
Сила — это величина, способная изменить размер, форму или движение объекта.Это векторная величина, поэтому она имеет как направление, так и величину. В системе СИ величина силы измеряется в единицах, называемых ньютонами, а в британско-американской системе — в фунтах. Если тело находится в движении, энергия этого движения может быть определена количественно как импульс объекта, произведение его массы и скорости. Если тело может двигаться свободно, действие силы изменит его скорость.
В природе есть четыре основных силы: гравитационная, магнитная, сильная ядерная и слабая ядерная.Самая слабая из четырех — гравитационная сила. Его также легче всего наблюдать, потому что он действует на все материи и всегда привлекателен, имея при этом бесконечный диапазон. Его притяжение уменьшается с расстоянием, но его всегда можно измерить. Следовательно, позиционное «равновесие» тела может быть достигнуто только тогда, когда гравитационное притяжение уравновешивается другой силой, такой как восходящая сила, действующая на наши ступни земной поверхностью.

Рисунок 1-3: Атмосферный эталонный манометр

Давление — это соотношение между силой, действующей на поверхность, и площадью этой поверхности.Давление измеряется в единицах силы, разделенных на площадь: фунтов на квадратный дюйм (psi) или, в системе СИ, в ньютонах на квадратный метр или паскалях. Когда к объекту прикладывается внешнее напряжение (давление) с намерением вызвать уменьшение его объема, этот процесс называется сжатием. Большинство жидкостей и твердых тел практически несжимаемы, а газы — нет.
Первый закон газа, называемый законом Бойля, гласит, что давление и объем газа обратно пропорциональны друг другу: PV = k, где P — давление, V — объем, а k — константа пропорциональности.Второй газовый закон, закон Чарльза, гласит, что объем замкнутого газа прямо пропорционален его температуре: V = kT, где T — его абсолютная температура. И, согласно Третьему закону газа, давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре: P = kT.

Рисунок 1-4: Соединения гибких тензодатчиков

Объединение этих трех соотношений дает закон идеального газа: PV = kT.Это приблизительное соотношение сохраняется для многих газов при относительно низких давлениях (не слишком близко к точке, где происходит сжижение) и высоких температурах (не слишком близко к точке, где неизбежна конденсация).

Тензометрические датчики силы | Kistler

Так работает датчик силы, основанный на технологии тензодатчиков:

Датчик силы, основанный на технологии тензодатчиков, использует так называемые тензодатчики для измерения приложенных статических и квазистатических сил растяжения и сжатия.С другой стороны, для измерения динамических сил лучше подходит пьезоэлектрическая технология.

Электрическое сопротивление тензодатчиков изменяется даже при малейшей деформации в продольном направлении. Это может быть определено с очень высокой точностью и долговременной стабильностью с помощью схемы моста Уитстона. Датчик силы тензодатчика состоит из измерительного корпуса или корпуса пружины, сделанного из металла, который обычно снабжен четырьмя приклеенными тензодатчиками: двумя тензодатчиками, параллельными вектору силы, для измерения изменения длины и двумя тензодатчиками, поперек приложенная сила для обнаружения одновременного сужения или утолщения измерительного тела.При приложении силы два тензодатчика расширяются, а два других, закрепленные со смещением 90 °, сжимаются.
Электрический выходной сигнал, измеренный с помощью измерительного усилителя, изменяется пропорционально приложенной силе и затем может быть преобразован в точное значение измерения силы.

Датчики силы, основанные на технологии тензодатчиков, обеспечивают чрезвычайно точные данные измерений, а также регистрируют даже самые малые силы без дрейфа. Таким образом, они особенно хорошо подходят для измерения статических и квазистатических сил, за счет чего компенсируются нежелательные условия окружающей среды, такие как колебания температуры.Конструкцию тензодатчика можно установить несколькими способами — в зависимости от требований приложения и диапазона усилий.
Чем больше номинальное усилие, тем больше должен быть датчик силы; это следует из механической установки: для измерения малых сил используются более мягкие и меньшие пружинные тела, чем для измерения больших сил.

Где используются датчики силы на основе конструкции тензодатчика?

Тензометрические датчики силы используются в различных приложениях, где требуются долговечность и термическая стабильность.Как правило, тензометрические датчики (схема моста Уитстона) могут быть разработаны для работы в широком диапазоне условий и обычно обеспечивают высокую точность и воспроизводимые характеристики.

Типичные области использования этого типа датчика, среди прочего:

Прибор для измерения силы — WIKA Canada

Приборы для измерения силы: что это такое?

Прибор для измерения силы обычно состоит из датчика и дисплея, на котором результат измерения выводится в виде числового значения с соответствующими единицами измерения.Таким образом, прибор для измерения силы состоит из датчика силы и дисплея, на котором можно считывать измеренное усилие.

Области применения силоизмерительных приборов

Силы измеряются как сила растяжения или сжатия. Сферы применения силоизмерительных приборов широко распространены. Они используются в автоматизации, в подъемных системах, на производственных предприятиях, в лабораториях или в мобильных приложениях в автомобильной промышленности. Поскольку силоизмерительный прибор объединяет в себе измерительный компонент и дисплей, мобильное использование особенно часто.

Испытательный комплект цепной тали FRKPS: простой в использовании прибор для измерения силы

В дополнение к широкому выбору датчиков силы и тензодатчиков, WIKA, конечно же, предлагает приборы для измерения силы. Комплект для испытаний цепных талей серии FRKPS представляет собой инструмент для измерения силы, с помощью которого можно проверять фрикционные муфты цепных талей. Эти проверки проводятся через регулярные промежутки времени при работе с цепными лебедками.

С мобильным FRKPS эта регулярная проверка особенно проста, потому что с устройством чрезвычайно легко обращаться.Набор для тестирования цепной тали состоит из переносного индикатора, нескольких центрирующих втулок и адаптеров, зарядного устройства и сигнального кабеля. Поскольку в комплект входит ряд стандартных адаптеров для наиболее часто используемых типов цепей, в том числе для стальных секционных цепей, FRKPS подходит практически для всех задач тестирования промышленных цепных тали. Поскольку он поставляется в удобном алюминиевом ящике, все компоненты хранятся в упорядоченном виде, что обеспечивает быстрое и простое использование.

Обращение очень простое.В цепи натяжения датчик силы подтягивается до упора натяжения цепи и там блокируется. Затем измеряется результирующая сила, чтобы проверить максимальное усилие, при котором срабатывает фрикционная муфта. На основании сравнения с допустимыми значениями проверяется соответствие предельным значениям. FRKPS с точностью около 1 кг может использоваться для диапазонов измерения от 40 кг до 3500 кг.

Набор для испытания сварочных клещей FSK01: прибор для измерения усилия в точках сварки

Еще один прибор для измерения силы из семейства продуктов WIKA — это «испытательный комплект сварочных клещей» серии FSK01.Набор для испытаний сварочных клещей используется, например, в автомобильной промышленности, где часто используются сварочные роботы, и помимо времени сварки очень важна сила в процессе. В оборудовании для точечной сварки FSK01 используется с мобильным прибором для измерения силы для проверки сил на электродах. Через регулярные промежутки времени силы на электродах просто измеряются с помощью FSK01, удерживая его между электродами во время процесса сварки. С помощью прилагаемого считывающего устройства измеренное значение можно немедленно проверить на месте и при необходимости отрегулировать, что значительно увеличивает срок службы сварочного оборудования и гарантирует надежность процесса.Проверка не мешает производственному процессу, так как процедура занимает очень мало времени.

Измеритель силы FSK01 доступен в различных диапазонах измерения: 1 кН, 10 кН и 20 кН. Датчик силы и индикатор поставляются в практичном футляре для испытаний. Если проверки проводятся регулярно и часто, силоизмерительный прибор также предлагается в качестве стационарного испытательного устройства. В этом случае испытательный комплект устанавливается в радиусе действия сварочных роботов.Контроллер обеспечивает регулярное приближение к устройству и проверку приложенных сил.

Приборы для измерения гидравлических усилий

WIKA предлагает целый ряд других приборов для измерения силы. Таким образом, WIKA также активно работает в области измерения гидравлических сил. Преобразователи гидравлической силы с установленными индикаторными приборами используются, например, в системах управления или специальной технике. Приборы для измерения гидравлических сил также очень часто используются для измерения сил при проходке туннелей, при фундаментных работах и стабилизации откосов.Большое преимущество аналоговых инструментов: им не нужна энергия! Они также отлично подходят для применения, например, на мачтах канатной дороги: если другие датчики разрушаются ударами молнии, приборы измерения гидравлического усилия продолжают работать безупречно.

Дисплеи силоизмерительных приборов либо прикручиваются непосредственно к измерительному корпусу, либо подключаются с помощью кабеля. В настоящее время мы разрабатываем датчики, обеспечивающие мобильную передачу измеренных значений. Таким образом, измеренные значения могут быть перенесены в облако и, таким образом, отображены в любое время на мобильном устройстве и оценены с помощью специального программного обеспечения.

Резюме: Приборы для измерения силы из WIKA

Измеритель силы состоит из датчика и дисплея, на котором выводится измеренное значение. Из портфолио WIKA были описаны три типа приборов для измерения силы: испытательный комплект цепной тали FRKPS, испытательный комплект сварочных клещей FSK01 и приборы для измерения гидравлического усилия, которые работают без электричества. Все они просты в использовании и гарантируют высокую надежность процесса благодаря быстрому отслеживанию важных значений.

Свяжитесь с нами

Хотите получить дополнительную информацию? Напишите нам:

Frontiers | Измерительные преобразователи и датчики силы укуса

Введение

Функция и целостность жевательной системы оказывают важное влияние на качество жизни человека (Fujimoto et al., 2020). Плохое состояние жевательной системы может быть вызвано множеством взаимосвязанных факторов, включая кариес, потерю зубов, неправильный прикус, дисфункцию височно-нижнечелюстного сустава и переломы нижней челюсти.Поэтому своевременная диагностика и лечение этих заболеваний необходимы для улучшения качества жизни (Moghadam et al., 2020). Сила прикуса может быть определена как «сила, прилагаемая жевательными мышцами к окклюзионной поверхности зубов», а максимальная сила прикуса естественных зубов здоровых взрослых людей в области моляров составляет от 300 до 600 ньютонов (Н) (Бакке, 2006 г.). Снижение силы укуса может быть связано с потерей тканей пародонта, травмами и заболеваниями височно-нижнечелюстного сустава (Williams et al., 1987; Pereira et al., 2007a), а повышенная сила укуса может быть связана с бруксизмом (Gibbs et al., 1986).

Исследования силы укуса имеют долгую историю. В 1681 году Борелли впервые изучил силы укуса и сконструировал гнатодинамометр. После этого несколько исследователей продолжили разработку устройств для измерения силы укуса, включая рычажно-пружинные, монометрические и микрометрические инструменты (Ortuğ, 2002). Сегодня для измерения силы укуса используются различные чувствительные электронные устройства. В этих устройствах используются датчики давления для преобразования силы в электрическую энергию, и их можно разделить на тензометрические преобразователи, пьезоэлектрические преобразователи, пьезорезистивные преобразователи и преобразователи давления (Collins, 2015).Уже существует множество имеющихся в продаже устройств, используемых для регистрации силы укуса, таких как Dentoforce 2 (ITLAB, Соллентуна, Швеция), IDDK (Кратос, Котия, Сан-Паулу, Бразилия), FSR No. 151 (Interlink Electronics Inc., Камарилло, США). Калифорния, США), Flexiforce (Tekscan, Южный Бостон, Массачусетс, США), GM10 (Нагано Кейки, Япония), MPX 5700 (Motorola, SPS, Остин, Техас, США), система T Scan (Tekscan, Inc. , Южный Бостон, Массачусетс, США) и систему Dental Prescale (GC Co. Ltd., Япония). Эти устройства могут использоваться для диагностики ранее существовавших височно-нижнечелюстных нарушений, переломов нижней челюсти и деформаций прикуса, а также могут использоваться для оценки эффективности лечения путем сравнения значений силы прикуса до и после вмешательства (Alam and Alfawzan, 2020; Kruse et al., 2020b).

В этом обзоре мы представляем несколько распространенных клинических датчиков давления для измерения силы укуса и новые датчики силы укуса, разработанные в последние годы. Он предоставляет врачам справочную информацию для выбора в ходе клинического процесса и в то же время обеспечивает основу для разработки новых материалов для измерения окклюзионной силы.

Преобразователи, используемые в настоящее время для измерения силы прикуса

Тензометрический преобразователь

Тензодатчик — это датчик давления, в котором используются упругие чувствительные элементы и тензодатчики для преобразования измеренного давления в соответствующее изменение значения сопротивления (Jansen van Vuuren et al., 2020). Он состоит из тензодатчиков сопротивления, упругих элементов и компенсационных резисторов, обычно используемых для измерения больших давлений. Основным элементом тензометрического преобразователя является тензодатчик сопротивления, который представляет собой чувствительный элемент, который может преобразовывать изменение деформации механического компонента в изменение сопротивления. Изменение сопротивления тензодатчика пропорционально деформации. Следовательно, изменение напряжения или тока, записанное на дисплее, можно использовать для определения деформации испытательного образца (Kim et al., 2020). Преобразователи тензодатчиков обладают высокой чувствительностью и точностью, большим диапазоном измерения, небольшими размерами и легкостью, а также могут быть адаптированы для использования в различных средах.

Dentoforce 2 (ITLAB, Соллентуна, Швеция) — это устройство для измерения силы укуса с металлической укусной вилкой, покрытой резиной и оснащенной датчиком деформации, который можно разместить в области укуса и позволить объекту укусить его. Прикусная вилка подсоединяется к записывающему устройству, и значение приложенной силы прикуса может отображаться на цифровом устройстве отображения (мультиметр 4055.ITL AB, Солентуна. Швеция) (Verma et al., 2017). Устройство может не только отображать мгновенные показания, но также отображать минимальные и максимальные силы во время периода измерения и может измерять силы до 1000 Н. Толщина прикусной вилки составляет 11 мм. После того, как вилка для укуса окажется на месте, испытуемого просят укусить как можно сильнее в течение 3–4 с (Verma et al., 2017). Оборудование успешно использовалось в исследовательских целях (Tzakis et al., 1992; Ernberg et al., 1996). Тем не менее, в последние годы исследований этого датчика было мало.

IDDK (Кратос, Котия, Сан-Паулу, Бразилия) — цифровой динамометр, состоящий из прикусной вилки. Прикусная вилка состоит из двух металлических стержней с пластиковым диском в качестве оболочки и соединяется с цифровым монитором гибким шнуром. Устройство имеет шкалу в кг или Н и кнопку «обнулить» с измерительной способностью 1000 Н или 100 кг (Vilela et al., 2017). Толщина прикусной вилки 14,6 мм. При измерении силы укуса прикусная вилка помещается между зубами, и испытуемый прикусывает пластиковую пластину, чтобы записать силу прикуса.При приложении силы металлический стержень отклоняется, генерируя электрический сигнал, который передается на цифровой монитор (Kogawa et al., 2006).

Устройство успешно использовалось во многих исследованиях для регистрации силы укуса. Гарсия и др. использовали IDDK для оценки силы укуса у детей с расщелиной губы и неба. Результаты этого исследования показали, что сила укуса у детей с заячьей губой и нёбом не отличалась от силы укуса у нормальных детей, и не было значительной разницы между силой укуса на стороне расщелины и стороне односторонней расщелины. губа и нёбо (Garcia et al., 2016). Pepato et al. использовали IDDK для оценки окклюзионной силы при переломах угла нижней челюсти и переломах мыщелка нижней челюсти до и через 2 месяца после операции и обнаружили, что окклюзионная сила пациента значительно увеличилась после операции (Pepato et al., 2014). Да Силва и др. использовали IDDK для оценки окклюзионной силы у 16 пациентов мужского и женского пола, носящих полные протезы и съемные протезы на имплантатах. Исследование показало, что максимальная окклюзия резцов и коренных зубов после 15 месяцев установки съемных протезов на нижней челюсти была значительно выше по сравнению с ношением полных протезов, что позволяет предположить, что использование съемных протезов на имплантатах нижней челюсти должно быть первым выбором для пациентов, нуждающихся в полных зубных протезах ( да Силва и др., 2011).

Хотя было доказано, что тензометрический датчик точно измеряет силу прикуса, по-прежнему трудно зафиксировать истинную максимальную силу прикуса. В основном это происходило из-за твердой поверхности датчика, и испытуемые чувствовали дискомфорт или беспокойство, когда кусали его (Soni et al., 2020). Некоторые исследователи пытались использовать защитные покрытия из различных материалов (таких как акриловая смола и ПВХ), чтобы покрыть поверхность металлической прикусной вилки, чтобы сделать прикус более комфортным, но это не преодолело страх укуса на твердых поверхностях (Fernandes et al. ., 2003). Еще один серьезный недостаток тензометрического датчика состоит в том, что расположение прикусной вилки может повлиять на результаты измерения силы прикуса. Некоторые исследователи отметили, что изменение силы прикуса связано с положением датчика относительно зубной дуги. Сила укуса, измеренная датчиком, расположенным дальше дистально, больше, чем мезиальная, что может быть связано с механическим воздействием, создаваемым толстой металлической пластиной прикусной вилки, используемой в тензометрическом датчике (Braun et al., 1996).

Пьезорезистивный преобразователь

Пьезорезистивный преобразователь изготовлен с использованием пьезорезистивного эффекта монокристаллического кремниевого материала и технологии интегральных схем. После того, как монокристаллический кремний получает силу, сопротивление изменяется, и выходной электрический сигнал, пропорциональный изменению силы, может быть получен через измерительную схему (Chen et al., 2019). Он обладает такими характеристиками, как высокая чувствительность, быстрый динамический отклик, высокая точность измерения, хорошая стабильность, широкий диапазон рабочих температур, небольшие размеры и простота массового производства, поэтому он получил широкое распространение.Он преодолевает проблемы тензодатчиков и может объединять схемы сопротивления, компенсации и схемы преобразования сигналов на кремниевых микросхемах и даже объединять схемы обработки вычислений и датчики вместе (Song et al., 2020b). Это многообещающий преобразователь, широко применяемый в медицине. В настоящее время существуют различные миниатюрные датчики, используемые для измерения давления в сердечно-сосудистой системе, внутричерепной системе, уретре и глазных яблоках (Sattayasoonthorn et al., 2019; Song et al., 2020a; Wang et al., 2020).

FSR 151 (Interlink Electronics Inc., Камарилло, Калифорния, США) — пьезорезистивный преобразователь, измеряющий силу укуса. Он состоит из двух листов термопласта. Два проводящих электрода, пересекающих друг друга, встроены в нижний лист, а на верхний лист нанесены полупроводниковые полиэфиримидные чернила (Slingsby et al., 2001), как показано на рисунке 1. Основной особенностью датчика является то, что он пьезорезистивный; то есть его сопротивление уменьшается с увеличением давления.Круглый датчик имеет диаметр 12 мм и толщину 0,25 мм. Это устройство использовалось во многих исследованиях силы укуса. Goncalves et al. использовали FSR151, чтобы оценить, влияют ли уровни гормонов на максимальную силу укуса (MOF) у здоровых женщин на разных этапах менструального цикла. Была оценена максимальная сила прикуса с обеих сторон моляра. Было обнаружено, что не было никакой разницы в максимальной силе укуса во время фаз менструального цикла испытуемых (Gonçalves et al., 2011). Bavia et al.разделили 48 женщин на три группы в зависимости от морфологии черепа и использовали FSR151 для оценки максимальной силы укуса. Они обнаружили, что максимальная сила укуса в каждой группе значительно различалась. Предполагается, что черепно-лицевая форма влияет на максимальную силу прикуса (Bavia et al., 2016).

Рис. 1. Обычно используемые пьезорезистивные датчики для измерения силы прикуса. (A) Иллюстративный рисунок датчика FSR 151 (Interlink Electronics Inc., Камарилло, Калифорния, США). (B) Иллюстративный рисунок, показывающий конструкцию датчика FSR151, состоящего из двух листов термопластичного пластика. Два проводящих электрода, пересекающих друг друга, встроены в нижний лист, а на верхний лист нанесены полупроводниковые полиэфиримидные чернила. (C) Иллюстративный рисунок датчика Flexiforce (Tekscan, Южный Бостон, Массачусетс, США).

Flexiforce (Tekscan, Южный Бостон, Массачусетс, США) — пьезорезистивный датчик для измерения силы укуса мелких млекопитающих.Он включает пьезорезистивный датчик и электронное устройство для обнаружения изменений сопротивления датчика (Pais Clemente et al., 2019). Максимальное измеряемое усилие составляет 4500 Н. Пьезорезистивный датчик представляет собой тонкую пластиковую полоску шириной 10 мм, длиной 150 мм и толщиной 0,2 мм. Круглая часть наконечника представляет собой пьезорезистивный материал, который действует как переменный резистор. По мере увеличения приложенной силы его сопротивление уменьшается. Электронное устройство, используемое для измерения изменения сопротивления датчика, представляет собой схему, подключенную к микроконтроллеру B2pe (Parallax, Inc., Роклин, Калифорния, США) (Freeman and Lemen, 2008). Некоторые ученые модифицировали устройство, чтобы улучшить контакт между окклюзионной поверхностью зуба и датчиком, частично покрывая зубы предварительно установленным полимерным прикусным блоком и направляя датчик в заданное углубление на прикусном блоке таким образом, чтобы расстояние между челюсти остаются самыми маленькими при окклюзии (Kruse et al., 2020a). Пьезорезистивные датчики недороги, просты в использовании и успешно использовались во многих исследованиях.Clemente et al. использовали Flexiforce для измерения давления, оказываемого на инструмент резцом игрока на духовом инструменте, и полагали, что этот датчик можно использовать для определения зуба, который оказывает наибольшее усилие на инструмент во время выступления исполнителя (Clemente et al., 2018) . Валентим и др. использовали Flexiforce для измерения силы, прилагаемой языком и верхней губой к зубам 28 испытуемых во время отдыха и глотания, и обнаружили, что губы прилагали больше силы к верхнему центральному резцу, чем язык в состоянии покоя, в то время как во время глотания не наблюдалось. разница между силой воздействия языка и губ на зубы (Valentim et al., 2014). Однако некоторые ученые показали, что эти датчики не так точны, как датчики давления других типов (Athavale et al., 2020; Nandasiri et al., 2020).

Датчик давления

Датчик давления — это устройство, преобразующее давление жидкости или газа в электрические сигналы. Он включает камеру, заполненную жидкостью или воздухом. При получении давления давление в камере увеличивается и передается на манометр для измерения. По содержимому камеры датчики давления можно разделить на пневматические и гидравлические (Peng et al., 2020; Розье, 2020).

Динамометр GM10 (Нагано Кейки, Япония) — это гидравлический преобразователь, состоящий из гидравлического манометра и окклюзионного элемента из винилового материала (Ibraheem and El-sisy, 2020). Максимальное усилие укуса составляет 1000 Н. Основное преимущество динамометра GM10 заключается в том, что он портативный, прикусной элемент мягкий, а силу прикуса можно регистрировать безопасно и удобно. Точность и повторяемость динамометра были ранее подтверждены, и он успешно использовался в нескольких исследованиях для регистрации силы прикуса зубов человека.Аль-Омири и др. использовали GM10 для оценки разницы между максимальной силой прикуса фиксированного зуба, поддерживаемого имплантатом, и максимальной силой прикуса на противоположной денатной стороне, а также для определения влияния пола, роста и индекса массы тела (ИМТ) на максимальную силу прикуса . Было обнаружено, что максимальная сила прикуса фиксированного зуба, поддерживаемого имплантатом, была ниже, чем максимальная сила прикуса со стороны естественного зуба. Максимальная сила укуса была выше у мужчин и у более высоких участников.Однако значимой корреляции между ИМТ и значением MBF не было (Al-Omiri et al., 2014). Чтобы определить, связана ли максимальная сила укуса (MBF) со слабостью у пожилых людей, Iwasaki et al. провели проспективное когортное исследование 322 75-летних испытуемых. Исследователи использовали GM10 для измерения максимальной силы укуса и обнаружили, что более низкий MBF указывает на плохую функцию полости рта, что увеличивает риски для здоровья пожилых мужчин и женщин (Iwasaki et al., 2018).

Некоторые ученые также предложили усовершенствования GM10.Серра и др. заменил исходную твердую окклюзионную поверхность GM10 на мягкую окклюзионную поверхность и измерил максимальную силу произвольного прикуса субъекта. Они обнаружили, что измеренное значение силы на мягкой окклюзионной поверхности было больше; поэтому рекомендуется использовать мягкую окклюзионную поверхность при записи максимальной силы произвольного прикуса, чтобы повысить ее надежность (Serra and Manns, 2013).

MPX5700 (Motorola, SPS, Остин, Техас, США) — пневматический датчик давления. В этой системе трубы и датчики подключены к аналого-цифровому преобразователю.В системе разработано программное обеспечение для считывания сигналов давления, и считанные данные о давлении подключаются к компьютеру с помощью Excel для создания текстовых файлов (Pereira et al., 2007b). Поскольку трубка гибкая, объект может легко приспособиться к ней. Кроме того, трубка упруго деформируется во время окклюзии, что соответствует окклюзионной анатомии отдельных верхних и нижних зубов, тем самым делая распределение силы более равномерным (Pereira et al., 2007b). Однако среда датчика давления MPX 5700 подходит только для использования с воздухом.За исключением сухого воздуха, любая другая среда под давлением может отрицательно повлиять на характеристики датчика и долгосрочную надежность (Serra et al., 2007).

Пьезоэлектрический преобразователь

Пьезоэлектрический преобразователь — это преобразователь, который использует пьезоэлектрический эффект пьезоэлектрического материала для преобразования измеренного давления в электрический сигнал. Его чувствительный элемент изготовлен из пьезоэлектрического материала (Bing et al., 2020). Пьезоэлектрические материалы в пьезоэлектрических датчиках обычно включают пьезоэлектрические кристаллы (т.е.е., кристаллы кварца), пьезокерамику и полимерные пьезоэлектрические материалы (González et al., 2016). Пьезоэлектрические преобразователи имеют небольшие размеры и небольшой вес. Поскольку у них нет движущихся частей, они имеют прочную конструкцию, хорошую надежность и высокую стабильность.

Пьезоэлектрический материал генерирует электрические заряды на поверхности после принуждения, и после того, как усилитель заряда и измерительная схема усиливают и преобразуют импеданс, он становится электрическим выходом, пропорциональным внешней силе.Кристаллы кварца — это самый ранний пьезоэлектрический материал. С широкомасштабным применением пьезоэлектрических датчиков было разработано множество искусственных кристаллов с использованием кварца, таких как пьезоэлектрические монокристаллы (Zhu et al., 2020). Однако из-за их эксплуатационных дефектов эти искусственные монокристаллы постепенно заменялись.

В настоящее время пьезокерамика в основном используется в качестве материала для пьезоэлектрических датчиков. Пьезоэлектрическая керамика использует электрострикционный эффект поликристаллической пьезокерамики.В настоящее время наиболее часто используемой пьезоэлектрической керамикой является цирконат-титанат свинца (PZT) (Liu et al., 2020). И пьезоэлектрические монокристаллы, и пьезокерамика являются хрупкими материалами. Пьезоэлектрическая полимерная пленка, представленная поливинилиденфторидом (ПВДФ), обладает сильным пьезоэлектричеством и гибкостью; в частности, акустический импеданс близок к сопротивлению воды и биологических тканей и является хорошим материалом для изготовления сенсоров (Abdolmaleki and Agarwala, 2020). Пьезоэлектрические композитные материалы из пьезокерамики и полимеров также использовались в области пьезоэлектрических датчиков (Oh et al., 2020).

Система T Scan (Tekscan, Inc., Южный Бостон, Массачусетс, США) — это набор прецизионных инструментов, разработанных американской компанией Tekscan, которые могут точно регистрировать время, силу и площадь окклюзионного контакта и динамически анализировать окклюзионный контакт. условия. Он состоит из пьезоэлектрического датчика из фольги (Assery et al., 2020). Датчик первого поколения (G1) состоит из чувствительной к давлению чернильной сетки, ламинированной полиэфирной пленкой, имеющей форму зубной дуги (как показано на рисунке 2).Когда датчик помещается в рот и прикладывается нагрузка, датчик передает в реальном времени последовательность прикусывания и информацию об относительной силе в компьютерное программное обеспечение. Датчик нового поколения T-scan III использует ультратонкий и гибкий датчик прикуса размером 0,004 дюйма, 0,1 мм для регистрации силы. Форма датчика соответствует зубной дуге, а окклюзионный процесс пациента точно и количественно определяется с помощью программного обеспечения для компьютерного анализа. В то же время может быть получена трехмерная карта динамического изменения окклюзионной силы пациента, и могут быть точно отмечены аномальные точки распределения окклюзионной силы пациента и зона окклюзионного контакта (Dergin, 2018).Таким образом, стоматологи могут анализировать и оценивать окклюзионные отношения более интуитивно, и это не будет препятствовать движению челюсти пациента во время процесса записи. Однако некоторые ученые считают, что из-за недостаточной гибкости датчика прикуса невозможно точно измерить силу прикуса (Heuser et al., 2020). Кроме того, диапазон силы укуса, измеряемой устройством, узок, а чувствительность и разрешающая способность устройства также недостаточны (Koos et al., 2010).

Рис. 2. Иллюстративный рисунок датчика системы T Scan (Tekscan, Inc., Южный Бостон, Массачусетс, США) и пленки системы Dental Prescale. (A) Датчик Т-образного сканирования имеет форму, соответствующую зубной дуге. На наконечнике есть кнопки управления, что удобно для врачей. (B) Пленка стоматологической системы предварительного накипи имеет форму, соответствующую зубной дуге. (C) Пленка стоматологической системы предварительного накипи состоит из двух полиэтилентерефталатных пленок и множества микрокапсул, содержащих цветообразующие материалы между ними.Когда прикладывается сила укуса, микрокапсулы разрушаются, и цветообразователь, содержащийся в капсуле, выходит наружу, вступая в реакцию с проявителем и образуя красный цвет.

Пленка чувствительная к давлению

Japan Fuji Co., Ltd. запустила систему Dental Prescale в начале 1990-х годов. Система предварительного масштабирования представляет собой чувствительную к давлению пленку (Dental Prescale; Fujifilm Co., Токио, Япония) с аналитическим оборудованием (Occluzer FPD703; GC Corp., Токио, Япония) (Shiga et al., 2020). Чувствительная к давлению пленка представляет собой чувствительный к давлению подковообразный лист, состоящий из двух полиэтилентерефталатных пленок и множества микрокапсул, содержащих цветообразующие материалы, помещенных между ними.Когда прикладывается сила укуса, микрокапсулы разрушаются, и цветообразователь, содержащийся в капсуле, вытекает, вступая в реакцию с проявителем и образуя красный цвет (Oueis, 2009), как показано на рисунке 2. В зависимости от приложенного давления разные формируются плотности цвета. По мере увеличения давления красный цвет становится более интенсивным.

После записи пленка хранится в светостойком контейнере и транспортируется при комнатной температуре для анализа. Для обеспечения надежности измерения данные должны быть проанализированы в тот же день с использованием аналитического оборудования Occluzer FPD705 (FujiFilm GC) (Shiga et al., 2020). Сканируя цветное изображение после сжатия, можно получить количество, положение, величину силы и распределение силы в окклюзионных контактных точках.

Основными преимуществами системы Dental Prescale являются возможность измерения окклюзионной силы и зоны окклюзионного контакта вблизи положения между зубами, и это не будет влиять на окклюзию при измерении окклюзионной силы. Однако эта система не может выполнять непрерывные измерения. Кроме того, чувствительную к давлению пленку необходимо дополнительно проанализировать с помощью аналитического оборудования, что отнимает много времени.

Система Dental Prescale в настоящее время в основном используется в исследованиях по анализу окклюзионных контактов протеза полости рта, оценке окклюзионной силы после челюстно-лицевой хирургии и связанных с ними факторов, влияющих на заболевание височно-нижнечелюстного сустава. Hasan et al. использовали систему Dental Prescale для измерения силы прикуса у пациентов с беззубыми зубными протезами и пациентов, получивших протезы на имплантатах. Независимо от того, какая система имплантата используется, сила прикуса после имплантации имплантата будет улучшена.Однако степень улучшения, очевидно, связана с исходным качеством кости нижней челюсти в области установки имплантата (Hasan et al., 2016). Choi et al. использовали систему Dental Prescale для оценки продольных изменений окклюзионной силы и зоны окклюзионного контакта после внутриротовой вертикальной остеотомии бронхов (IVRO). Результаты показали, что сила прикуса и площадь контакта прикуса постепенно увеличивались на протяжении всего послеоперационного оценочного периода. Для улучшения силы прикуса после операции может потребоваться увеличение площади окклюзионного контакта (Choi et al., 2014). Gokcen-Rohlig et al. использовали систему Dental Prescale для оценки воздействия низкоуровневого лазерного лечения на окклюзионную контактную зону, окклюзионное давление и окклюзионную силу у пациентов с заболеванием височно-нижнечелюстного сустава. Это также указывало на то, что движение челюстей у всех пациентов значительно улучшилось после лазерного облучения, и боль, вызванная пальпацией, также значительно уменьшилась. Однако после лечения не было обнаружено значительных изменений максимальной силы укуса, площади контакта укуса или давления укуса, а значение после лечения все еще было значительно ниже, чем у здоровых людей (Gökçen-Röhlig et al., 2013). По сравнению с системой анализа прикуса T-scan система Dental Prescale все еще является новой технологией в области исследований полости рта. Его текущие приложения в области исследования силы укуса нуждаются в дальнейшем изучении и продвижении.

Характеристики вышеуказанных преобразователей приведены в таблице 1.

Таблица 1. Преобразователи , используемые в настоящее время для измерения силы прикуса.

Новые устройства для измерения силы укуса

Помимо имеющихся в продаже устройств измерения силы укуса, многие ученые в последние годы разработали новые устройства измерения силы укуса.Lin et al. разработали новую гибкую матрицу датчиков силы для измерения распределения силы на первом моляре. Разработанная матрица датчиков силы состоит из гибких полиимидных электродов и многослойных керамических конденсаторов (MLCC) на основе титаната бария. Пьезоэлектрические свойства и свойства материала MLCC промышленного класса очень подходят для измерения больших нагрузок (Lin et al., 2011). Датчик дешев и легко интегрируется в автоматизированные производственные процессы. Перед проведением экспериментальных измерений автор систематически измерял и оценивал силовую реакцию сенсорных блоков MLCC, тем самым подтверждая их высокую прочность на излом и хорошую чувствительность.Результаты моделирования методом конечных элементов (FE) показывают, что датчик имеет высокую чувствительность и линейность при высокоскоростной циклической нагрузке 500 Н / с, которая имитирует нормальное жевание. Погрешность измерения общей силы в искусственном зубе с помощью разработанной матрицы датчиков составляет менее 5%. Следовательно, разработанная гибкая матрица датчиков силы имеет хороший потенциал для недорогого и надежного измерения силы прикуса.

Lantada et al. предложил новую систему измерения силы укуса человека. Он состоит из пассивного датчика силы, расположенного в ротовой шине, и активного внешнего блока, который питает датчик и постоянно записывает все измерения силы.Они могут удаленно записывать и обрабатывать информацию об активности зубов пациента, не помещая батарею в рот (Lantada et al., 2012). Пассивный датчик силы во рту состоит из двух разных подсистем: первая подсистема представляет собой подсистему питания, состоящую из настроенной LC-цепи, выпрямителя на диоде Шоттки, маломощного и стабилизатора напряжения с малым падением напряжения (например, MC78 LC30). Регулятор имеет два конденсатора на входных и выходных клеммах для обеспечения постоянного напряжения постоянного тока.Этот метод позволяет избежать попадания батареи в рот. Вторая подсистема — это чувствительный к силе генератор, который состоит из маломощного релаксационного генератора (LMC555 от National Semiconductor) и некоторых пассивных компонентов. Система может выполнять постоянные измерения силы прикуса.

Takahashi et al. разработали безметалловый измеритель силы прикуса, в котором отсутствуют какие-либо электронные или металлические компоненты, поэтому он может безопасно работать в магнитном поле. Устройство содержит датчик микродавления из оптических волокон (FOP-M-BA; Fiso Technologies Inc., Квебек, Квебек, Канада) и пластиковые детали (мешок для воды, труба и обратный клапан) (Takahashi et al., 2016). Термосвариваемые пластиковые листы использовались для изготовления пакетов для воды, подходящих к зубной дуге каждого пациента. Уменьшая длину водяного мешка, можно избежать укусов между верхними и нижними коренными зубами. После наполнения мешка водой и использования датчика (EVO-SD-2; Fiso Technologies, Inc.) устройство может измерить изменение внутреннего давления воды. Сила, приложенная к каждому мешку, использовалась для контроля создаваемого давления с помощью динамометра (ZP-1000N; IMADA Co., Ltd., Toyohashi, Japan), чтобы получить линейную калибровочную кривую для каждого мешка. Следовательно, после калибровки внутреннее давление воды может отражать приложенную силу укуса.

Umesh et al. разработал метод динамического измерения силы укуса, создаваемой отдельным зубом, с использованием регистратора силы укуса с волоконной решеткой Брэгга (FBGBFR). Предлагаемый FBGBFR представляет собой внутриротовое устройство, предназначенное для преобразования силы укуса, приложенной к окклюзионной поверхности, в изменения деформации на субстрате, а затем для определения этого с помощью расположенного над ней датчика FBG (Umesh et al., 2016). Разработанное устройство состоит из двух прямоугольных стержней размером 100 мм × 5 мм × 4 мм, которые склепаны в центре подвижным шарниром, благодаря чему два стержня имитируют действие ножниц. Датчик с волоконной решеткой Брэгга наклеен на прямоугольную пластину, и датчик может регистрировать на ней изменения деформации. Резиновая пленка прикрепляется к окклюзионной платформе для обеспечения амортизации зубов при приложении окклюзионной силы. Величина изменения деформации прямоугольной пластины напрямую зависит от величины силы, действующей на окклюзионную платформу.Устройство измерения силы укуса преобразует приложенную силу укуса в изменение деформации, и изменение деформации регистрируется датчиком с оптоволоконной решеткой Брэгга.

Fastier et al. разработали недорогой и надежный датчик максимального произвольного усилия прикуса. Датчик состоит из двух силиконовых слоев поливинилсилоксана (ПВС), акриловой рамы и металлического тензодатчика (Fastier-Wooller et al., 2016). Силиконовая смола PVS действует как защитный слой, уменьшая боль, которая может быть причинена пациенту при укусе датчика.Датчик деформации, прикрепленный к внутренней части акриловой смолы, служит чувствительным элементом, а акриловая рамка используется для передачи механической нагрузки, вызванной силой укуса, на датчик деформации. Датчик разработан для простоты изготовления, сборки, калибровки и безопасного использования. Его можно использовать в течение 1 часа после начала производства, что позволяет быстро создавать прототипы и модифицировать. Измеренные данные показывают хорошую линейную зависимость между приложенной силой и сопротивлением датчика.

Jansen et al.разработали датчик силы прикуса, который может измерять максимальную силу произвольного прикуса между противоположными поверхностями зубов. Рама датчика состоит из двух пластин Sandvik 12c27 из мартенситной нержавеющей стали (90 мм × 5 мм × 2 мм), и оба конца поддерживаются мостовой конструкцией. Размах мостовидного протеза в окклюзионной зоне записи составляет 28 мм. Все компоненты крепятся вместе с помощью болтов из высокопрочной стали с крутящим моментом 1,1 Нм. Датчик представляет собой датчик сопротивления, и каждый датчик представляет собой зависящий от деформации тонкопленочный резистор, согласованный с сопротивлением 120 Ом.Автор также использовал датчик для измерения силы укуса у сорока человек, чтобы проверить функцию и клиническое применение устройства.

Куросава и др. разработали носимое устройство типа гарнитуры для косвенного измерения силы укуса путем измерения движения слухового прохода с помощью ушных датчиков (Kurosawa et al., 2019). При жевании изменяется форма жевательных мышц и слухового прохода возле височно-нижнечелюстного сустава. Ушной датчик оптически и неинвазивно измеряет это изменение формы слухового прохода во время обструкции.Небольшой фотоэлектрический датчик подключен к ушному датчику. Фотоэлектрический датчик оснащен светоизлучающим диодом (LED) с длиной волны излучения 940 нм и фототранзистором. Датчик уха облучает кожу слухового прохода инфракрасным светом, а затем отраженный свет принимается фототранзистором для измерения изменений формы слухового прохода. Автор одновременно измерил шесть движений слухового прохода (значения датчиков уха) у пяти испытуемых, поверхностную электромиограмму (ЭМГ) жевательной мышцы и силу укуса в качестве основного исследования во время разработки измерителя силы укуса.Затем эти результаты были использованы для изучения коэффициента корреляции между значением ушного датчика и силой укуса. Результаты показали, что существует сильная корреляция между значением датчика уха и силой укуса. Используя этот метод, можно косвенно измерить силу укуса.

Заключение

Измерение силы прикуса имеет большое значение в стоматологии, и тщательный выбор метода измерения и измерительного устройства является ключом к точному измерению.Тензометрические преобразователи обладают высокой чувствительностью и хорошей воспроизводимостью. Однако из-за своей толщины он мешает нормальной окклюзии. Flexiforce и T-scan сделаны из тонкой пленки, которая не мешает окклюзии при измерении силы прикуса. Однако после многократного использования пленки T-scan ее точность будет снижена, поэтому ее повторяемость сомнительна. Следовательно, при разработке и проектировании датчиков силы укуса в будущем следует сосредоточить внимание на уменьшении толщины датчика в максимально возможной степени, улучшении противодействия разрыву и укусу датчика, а также повышении точности датчика.Разработка новых материалов обеспечивает исследовательскую основу для разработки датчиков силы укуса. В то же время оборудование для отжима постепенно миниатюризируется. Считается, что в ближайшем будущем устройства для измерения силы прикуса будут продолжать разрабатываться для удовлетворения растущих клинических потребностей и обеспечения большего удобства для диагностики и лечения пациентов.

Авторские взносы

YG задумал оригинальную идею. YG написал рукопись при поддержке XX и YB.Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Эта работа была поддержана Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая 2017YFC1104304, Пекинской стоматологической больницей, Программой молодых ученых Столичного медицинского университета YSP202001.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Абдолмалеки, Х., и Агарвала, С. (2020). Нанокомпозитные чернила PVDF-BaTiO3 для струйной печати с повышенной кристалличностью β-фазы для печатной электроники. Полимеры (Базель) 12: 2430. DOI: 10.3390 / polym12102430