Siloměr

Vyrobte si siloměr

podle:
http://fyzweb.cuni.cz/dilna/sily/obecne/silomer.htm

Potřeby

K výrobě jednoduchého siloměru budete potřebovat jednu čtvrtku A4 tvrdého
papíru, dvě gumičky, kousek špejle a dvě kancelářské sponky, nebo kousek
stejně silného drátu.

Konstrukce

Siloměr je tvořen dvěma papírovými trubičkami, které jdou do sebe
lehce zasouvat, skrze ně je provlečena gumička, viz obr. Místo jedné gumičky
je vhodné použít dvě (nebo více) spojené, aby jejich celková délka byla
alespoň 20 cm (siloměr bude potom přesnější). Konce gumiček jsou přichyceny
k opačným koncům trubiček pomocí špejlí.

Postup výroby

Nejdříve si vyrobte papírové trubičky. Čtvrtku rozstřihněte po délce
na dva pruhy 10 cm a 11 cm široké. Délku obou pruhů zkraťte tak, aby byla
stejná jako délka spojených gumiček (to bude délka trubiček). Z užšího
pruhu srolujte vnitřní trubičku tak, aby byly její stěny tvořeny dvojitou
vrstvou papíru, a slepte ji (vhodné lepidlo je například Herkules). Při
rolování a lepení dávejte pozor, aby byla trubička pokud možno kulatá a
ne moc pomačkaná. Stejným způsobem srolujte a slepte vnější trubičku z
širšího pruhu papíru. Pozor, vnitřní trubička musí jít lehce zasouvat
do vnější (při svislém postavení z ní musí sama vypadnout). Do obou
trubiček propíchněte asi půl centimetru od jejich jednoho okraje dva otvory
proti sobě tak, aby jimi šel těsně prostrčit kousek špejle. Trubičky zasuňte
do sebe (okraje s otvory jsou na opačných koncích) a protáhněte jimi spojené
gumičky (ke gumičkám je dobré přivázat kousek provázku, aby se snáze
protahovaly). Dvěma kousky špejle provlečte na každém konci trubičku společně
s gumičkou, viz obr. Vyzkoušejte si, že při vytahování trubiček natahujete gumičky,
při uvolnění se trubičky zasouvají zpět do sebe. Nakonec můžete k horní špejli přidělat
očko a k dolní háček ze zahnuté kancelářské sponky nebo drátu.

Stupnice

Hotový siloměr je nakonec potřeba ještě ocejchovat - vytvořit na něm
stupnici. Kilogramové závaží by působilo na siloměr silou asi 10 N (přesněji
asi 9,81 N). 100 gramů těžké závaží tedy působí silou 1 N,
desetigramové silou 0,1 N atd. Pokud budeme zavěšovat na háček siloměru
postupně závaží o hmotnostech 10 g, povysune se vnitřní trubička vždy
o kousek, který odpovídá 0,1 N. Jako závaží můžete použít například
kancelářský papír, jeden list formátu A4 váží přesně pět gramů.
Postupně budete tedy na háček siloměru zavěšovat (dírkou v rohu) listy
papíru a vždy po dvou listech si naznačíte ryskou, jak hodně se vysunul
vnitřní váleček. Získáte tak stupnici s dílky po 0,1 N. Váš siloměr
bude mít pro klasické slabé gumičky rozsah maximálně asi 1,5 N. Dílky
vzniklé stupnice nemusí mít mezi sebou stále stejné vzdálenosti, pravděpodobně
se budou vzdálenosti mezi dílky směrem k větším hodnotám postupně prodlužovat.

Poznámky

Ke snadnějšímu zavěšování papírů můžete použít tenkou průhlednou
fóliovou složku na papíry, kterou zavěsíte na siloměr a budete do ní
postupně přidávat jednotlivé listy (hmotnost fólie vám nahradí první papír).
Pokud budete potřebovat silnější siloměr, můžete při jeho výrobě použít
více gumiček vedle sebe. Podaří-li se vám sehnat vhodnou - dostatečně
dlouhou a tenkou pružinu, můžete jí samozřejmě nahradit gumičky (kovová
pružina vydrží déle pružná a je přesnější). Také můžete vymýšlet
a vyrábět různé jiné konstrukce siloměru, základní myšlenka je
jednoduchá: Siloměr ukazuje o kolik se protáhla pružina nebo nějaké pružné
vlákno, když za něj taháme silou, jejíž velikost známe.

S hotovým siloměrem si můžete
vyzkoušet řadu pokusů. Zkuste například odhadnout, jak velká síla je
potřebná ke zvednutí nějakého menšího předmětu a potom si ověřte svůj
odhad pomocí siloměru. Stejně můžete odhadovat, jak velká síla je potřeba
k tažení předmětu po stole, k přetržení vlasu apod. Vyzkoušejte také své
známé. Jakou mají představu o síle jednoho Newtonu?