Come funziona un dinamometro?

Pubblicato : 19/04/2018 18:07:48
Categorie : Strumenti di Misura e Laboratorio

Come funziona un dinamometro?

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). 

Funzionamento del dinamometro e 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.

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.

Tipologie di dinamometri ed utilizzi

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. 

banner tipi di dinamometro in commercio

I modelli più diffusi si distinguono in:

- dinamometro a mano 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.

- dinamometro professionale. Impiegato a scopo industriale per la misurazione di grandi carichi dai 300 Kg fino a 1000 Kg (ed anche più), è generalmente multifunzione, provvisto di gancio inferiore girevole fino a 360° e realizzato in struttura rinforzata (pressofusione alluminio) utile per applicazioni durevoli e per fronteggiare condizioni climatiche difficili.

Esistono inoltre degli strumenti per misurare la forza di traino e di spinta secondo quanto riportato dal decreto legislativo 81/08 (http://www.gazzettaufficiale.it/eli/id/2008/04/30/008G0104/sg) inerente alla sicurezza ed alla salute dei lavoratori durante la movimentazione dei carichi.
Alcuni modelli di dinamometro digitale sono studiati appositamente per effettuare delle prove di trazione e compressione, per controlli di qualità e per test di laboratorio.

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