Dinamometro : cos'è e come funziona

Cos'è il dinamometro

Il dinamometro è un pratico strumento impiegato in fisica ed in meccanica per misurare l'intensità di una forza.

Disponibile in diverse varianti, viene utilizzato anche nei settori medico, industriale e domestico. I modelli meno moderni sono anche quelli più diffusi e provvisti di una molla con scala graduata, contenuta all'interno di un tubo in metallo oppure in plastica.

La molla è realizzata in materiale elastico (bronzo o acciaio) che a seguito di diverse sollecitazioni può subire delle variazioni reversibili.

La parte inferiore del dinamometro è munita di un pratico gancio in acciaio inossidabile su cui va attaccato un oggetto qualsiasi per ottenerne il peso.

Il corpo attirato verso il basso dalla forza di gravità deforma la molla, allungandola fino ad un certo valore riportato sulla scala graduata. Attenzione a non confonderlo con la massa, ovvero la quantità di materia che costituisce un corpo.

Una variante sono i cosiddetti dinamometri a molla chiamati anche bilance dinamometriche o bilance a molla di tipo meccanico. Come meglio descritto su Wikipedia, la struttura dei dinamometri a molla ( spring scale ) è molto semplice: è costituito da una molla con una scala graduata, l'unità di misura della forza indicata sulla scala può essere in Grammi, in Newton o in Libbre.

La misura della forza si rifà alla Legge di Hooke, secondo la quale la deformazione elastica di una molla è proporzionale alla forza applicata; una misura dell'allungamento fornisce indirettamente una misura della forza. I dinamometri sono forniti con due diversi attacchi: con gancio oppure con graffa per bloccaggio del carico da misurare. A differenza delle versioni più complesse, i dinamometri a molla sono strumenti semplici ed economici per pesare o fare verifiche in molte situazioni, dall'ingegneria ai laboratori, dalle industrie meccaniche alla manutenzione, dall'antincendio alla scuola. Un'applicazione speciale è quella di utilizzare questi strumenti per pesare piccoli animali vivi (uccelli, volatili). 

Come funziona un dinamometro e la legge di Hooke

I dinamometri professionali, sia digitali che meccanici, si distinguono per la funzionalità, la praticità, la portata e vengono tarati secondo i più rigidi standard europei.

Per misurare il peso di un corpo senza commettere errori lo strumento va appeso ad una superficie rigida (come il soffitto), mantenuto fermo ed in posizione verticale, senza essere inclinato durante la lettura. All'altra estremità libera va agganciato il corpo di cui si desidera conoscere il peso.

I dispositivi meccanici più datati con molla provvista di scala graduata esprimono il valore ottenuto in Chilogrammo peso, Newton oppure dyne.

Negli strumenti digitali, invece, l'intensità della forza viene calcolata sfruttando lo stesso principio ma il valore viene visualizzato direttamente su un display a LED o LCD.

In questo video si spiega la legge di Hooke e se ne dimostra l'uso per prevedere il peso di un oggetto di massa sconosciuta.

Il funzionamento di qualsiasi dinamometro (meccanico oppure computerizzato) si basa sulla legge di Hooke, secondo cui l'allungamento di un corpo elastico, dovuto dall'effetto dell'attrazione gravitazionale, è direttamente proporzionale alla forza applicata. Per cui, più si esercita tensione sulla molla, maggiore sarà la sua deformazione.

Utilizzi del dinamometro

Il dinamometro è uno strumento molto sfruttato in diverse realtà lavorative: dai piccoli negozi alle aziende con grandi magazzini; dalla farmacia fino allo studio medico. Di diversa grandezza e portata, utile anche in casa, può definire il peso di oggetti minuscoli come anche di dimensioni significative. 

I modelli più diffusi si distinguono in:

• dinamometro utilizzato in ambito medico, in particolare nei centri di riabilitazione, ha il compito di verificare l'idoneità della mano di un paziente infortunato a seguito di un incidente, fornendo allo specialista i dati per un migliore recupero. Il dispositivo misura anche la forza media della presa di due mani. Per i bambini esistono degli strumenti dalla profondità d'uso inferiore, per consentire alle manine di afferrare e stringere senza difficoltà. In alternativa sono disponibili dei dispositivi con molle intercambiabili (specifiche per adulti, anziani, piccoli pazienti oppure atleti) che si adattano perfettamente alle varie esigenze modificandone rapidamente la capacità (da 20 kg a 40 kg).
• dinamometro digitale di precisione per uso industriale. Compatto, portatile ed anche leggero, è ideale per misurare carichi leggeri, su carrello, piccole gru, carroponti oppure sollevatori e riprende il funzionamento di uno strumento di misurazione tradizionale con molla. Al posto della classica scala graduata, si può fare riferimento ad un comodo display con tanto di numeri (anche a LED rossi), per una lettura immediata e semplificata della forza peso. Il dinamometro digitale di precisione può essere impiegato come bilancia a gancio oppure come misuratore di forza per utilizzi particolari.
• dinamometro per valigie. Economico, compatto e ad uso prettamente domestico lo strumento portatile è semplicissimo da utilizzare. Alcuni modelli sono provvisti di schermo LCD retroilluminato ed altri, invece, della classica scala graduata. Hanno portata da 0 a 50-70 Kg ed evitano brutte sorprese in aeroporto, al check-in. Assicurano una rapida ed attendibile misurazione dei bagagli, in modo da controllare il peso senza pagare tasse aggiuntive. Si rivelano molto più efficienti e precisi della bilancia pesapersone.
• Esistono inoltre degli strumenti per misurare la forza di traino e di spinta secondo quanto riportato dal decreto legislativo 81/08 inerente alla sicurezza ed alla salute dei lavoratori durante la movimentazione dei carichi.
• La misurazione della forza di tensione è un'operazione fondamentale in molti settori. Ad esempio, nel trasporto di merci è essenziale assicurarsi che i teloni sui camion e sui mezzi di trasporto siano ben fissati e siano in grado di resistere alle sollecitazioni. Per misurare la tensione delle cinghie a cricchetto dei teloni.
• Ma non solo, anche nel mondo dei fili da pesca, il dinamometro riveste un ruolo importante. Infatti, ogni tipo di pesca richiede un filo con specifiche caratteristiche di diametro, libraggio e resistenza, che si possono valutare attraverso il carico di rottura. Per effettuare questo test, è necessario utilizzare un dinamometro a molla apposito, collegando il filo alla molla e tirando finché non si spezza.
• Anche nel settore tessile, il dinamometro è uno strumento essenziale per il controllo qualità dei prodotti finiti. La resistenza delle fibre viene valutata mediante un dinamometro, che chiude un fascetto di fibre tra due morsetti e lo sottopone a trazione fino a quando si rompe. 

A cos'altro serve un dinamometro

Oltre alle funzioni standard più diffuse, questi sono altri esempi di utilizzo di un dinamometro:

Testare la resistenza di un giocattolo: può essere utilizzato per testare la resistenza di un giocattolo, applicando una forza progressivamente maggiore per determinare il punto di rottura o la massima capacità di carico.

Testare la resistenza di un elastico: puoi utilizzare un dinamometro per misurare la forza di trazione necessaria per allungare un elastico fino al punto di rottura, determinando così la sua resistenza.

Misurare la forza di apertura di una confezione: per valutare la forza necessaria per aprire una confezione sigillata, fornendo informazioni sulla facilità di apertura per i consumatori.

Verificare la tenuta di un coperchio: per valutare la tenuta di un coperchio, applicando una forza progressiva e misurando il punto in cui il coperchio si apre o si stacca.

Valutare la forza di un'aggraffatura: in ambito industriale o nell'utilizzo di una graffatrice manuale, un dinamometro può essere utilizzato per misurare la forza necessaria per eseguire un'aggraffatura, garantendo la corretta tensione dell'agraffe.

Misurare la forza di apertura di un barattolo: per valutare la forza necessaria per aprire un barattolo sigillato, fornendo informazioni sulla facilità di apertura per le persone con diverse capacità fisiche.

Valutare la forza di un'impugnatura: per misurare la forza di presa di un oggetto, come una maniglia o una leva, fornendo dati utili per l'ergonomia e la progettazione di strumenti o attrezzature.

Tipi di dinamometro

Ecco alcuni dei tipi più comuni:

1. Dinamometro a molla: come descritto in precedenza.
2. Dinamometro elettronico: questa tipologia utilizza un sensore elettronico per misurare la forza. Il sensore converte la forza in un segnale elettrico che viene quindi elaborato da un circuito elettronico per produrre una lettura numerica su un display digitale.
3. Dinamometro meccanico: in questo caso lo strumento utilizza un meccanismo di trasmissione per convertire la forza in una lettura numerica su una scala graduata. Il meccanismo di trasmissione può essere un'asta o un perno collegato alla molla.
4. Dinamometro di trazione: è utilizzato per misurare la forza di trazione su un materiale, utilizzato comunemente per testare la resistenza di materiali, ad esempio la resistenza di un filo o una catena.
5. Dinamometro di torsione: necessario per misurare la forza di torsione su un oggetto, comunemente utilizzato per testare la resistenza alla torsione degli assi o dei perni.
6. Dinamometro di compressione: usato per misurare la forza di compressione su un materiale, comunemente per testare la resistenza di materiali comprimibili, come ad esempio le molle.

In generale, la scelta del tipo di dinamometro da utilizzare dipenderà dalle esigenze specifiche dell'applicazione e dai requisiti di precisione della misura. Sul nostro shop trovi una selezione di 40 tipi tra i più diffusi e richiesti sia nei laboratorio che nel settore industriale, commerciale e della logistica.