Jakie istnieją metody określania masy przewożonego ładunku? Metody określania ilości ładunku

Metody pomiaru mas ładunku określono w GOST 8.424-81, GOST 8.484-83. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.

Wyznaczanie masy ładunku podczas ważenia statycznego załadowanych i pustych wagonów, samochodu osobowego, przyczepy lub naczepy z rozłączeniem

Masę „netto” ładunku Mn oblicza się jako Mn = Mb - Mt, gdzie Mb to masa „brutto” załadowanego samochodu osobowego, wagonu, przyczepy, naczepy; Mt to masa pustego samochodu osobowego, wagonu, przyczepy, naczepy. Wartości błędów do określenia Mn przyjmuje się zgodnie z tabelą 1

Tabela 1. Błędy graniczne wyznaczania wartości Mn na wagach samochodowych

W zależności od ceny podziału skali, od wartości Mt, Mb, Mn dla samochodów osobowych, przyczep, naczep oraz według tabeli 2 dla samochodów osobowych.

Tabela 2. Błędy graniczne wyznaczania wartości Мн na wagach wózka

Ze zwolnieniem przy załadunku na wagę

Na platformie wagi ustawia się pusty wagon, samochód osobowy, przyczepę lub naczepę. Wyrównuje się masę Mn, po czym je obciąża i mierzy masę Mn. Maksymalne błędy pomiaru masy ładunku Mn w zależności od ceny podziałki wagi, wartości Mn i Mb dla wag samochodowych podano w tabeli 3,

Tabela 3. Maksymalne błędy w wyznaczaniu wartości Мн podczas załadunku na wagę samochodową

oraz dla wag wagonowych - i tabela 4.

4. Ogranicz błędy w określaniu wartości Мн podczas załadunku na wagę wagonową

Ważenie bez zwolnienia

Masę Mn oblicza się jako Mn = Mb – Mt.

Wartości Mb i Mt wyznaczane są metodą bezpośredniego pomiaru. Maksymalne błędy pomiaru mas Mn, w zależności od ceny podziałki wagi oraz wartości mas Mn, Mb, Mt, wyznacza się dla wag samochodowych według tabeli 5, a dla wag wagonowych – według tabeli 6 (poniżej).

Bez zwolnienia przy załadunku na wagę

Na platformie wagi umieszczany jest pusty samochód, przyczepa, naczepa, po czym następuje wyrównywanie masy pojazdu za pomocą urządzenia do kompensacji tary. Następnie są one obciążane i mierzona jest masa ładunku Mn. Maksymalne błędy pomiaru mas Mn w zależności od ceny podziałki wagi, wartości mas Mn, Mb dla wag samochodowych podano w tabeli 7.

Ważenie wagonu załadowanego z rozłączeniem

Masę ładunku oblicza się jako Mn = Mb – Mt, gdzie Mt to masa podana na szablonie samochodu. Na podstawie wykresów wyznaczono błędy maksymalne w zależności od obciążenia samochodu przy cenach działek wagowych 50...100 kg (rys. 1).

Ważenie załadowanego wagonu bez rozłączania

Wykonaj w taki sam sposób, jak wskazano w akapicie 5, korzystając z wykresów (ryc. 1). Powyższe dotyczy pociągów o liczbie wagonów nieprzekraczającej 25.

Tabela 5. Maksymalne błędy wyznaczania wartości Мн na wagach samochodowych przy ważeniu bez rozłączania

Rozważmy ruch samochodu. Na przykład, jeśli samochód pokonuje 15 km w ciągu kwadransa (15 minut), 30 km w ciągu pół godziny (30 minut) i 60 km w ciągu każdej godziny, uznaje się, że porusza się ruchem jednostajnym.

Nierówny ruch.

Jeśli ciało pokonuje równe odległości w równych odstępach czasu, jego ruch uważa się za jednostajny.

Jednolity ruch jest bardzo rzadki. Ziemia porusza się wokół Słońca niemal równomiernie; co roku Ziemia wykonuje jeden obrót wokół Słońca.

Prawie nigdy kierowcy samochodu nie udaje się utrzymać równomiernego ruchu – z różnych powodów musi albo przyspieszyć, albo zwolnić. Ruch wskazówek zegara (minut i godzin) tylko wydaje się jednolity, co łatwo sprawdzić obserwując ruch wskazówki sekundowej. Porusza się i zatrzymuje. Pozostałe dwie strzały poruszają się dokładnie w ten sam sposób, tylko powoli, dlatego ich szarpnięcia nie są widoczne. Uderzające się w siebie cząsteczki gazu zatrzymują się na chwilę, a następnie ponownie przyspieszają. Podczas kolejnych zderzeń z innymi cząsteczkami ponownie spowalniają swój ruch w przestrzeni.

To wszystko są przykłady nierównego ruchu. W ten sposób pociąg porusza się, opuszczając stację, mijając w równych odstępach czasu coraz większe tory. Narciarz lub łyżwiarz pokonuje podczas zawodów równe dystanse w różnym czasie. Tak startuje samolot, otwierają się drzwi lub porusza się spadający płatek śniegu.

Jeśli ciało porusza się różnymi drogami w równych odstępach czasu, wówczas jego ruch nazywa się nierównomiernym.

Nierówny ruch można zaobserwować eksperymentalnie. Na zdjęciu wózek z zakraplaczem, z którego w regularnych odstępach spadają krople. Kiedy wózek porusza się pod wpływem obciążenia, widzimy, że odległości pomiędzy śladami kropli nie są takie same. A to oznacza, że ​​w tych samych okresach czasu wózek pokonuje różne trasy.

Prędkość. Jednostki prędkości.

Często mówimy, że niektóre ciała poruszają się szybciej, inne wolniej. Na przykład turysta idzie autostradą, pędzi samochód, w powietrzu leci samolot. Załóżmy, że wszystkie poruszają się ruchem jednostajnym, jednakże ruch tych ciał będzie inny.

Samochód porusza się szybciej niż pieszy, a samolot porusza się szybciej niż samochód. W fizyce wielkość charakteryzująca prędkość ruchu nazywa się prędkością.

Załóżmy, że turysta pokonuje 5 km w ciągu 1 godziny, samochód 90 km, a prędkość samolotu wynosi 850 km na godzinę.

Prędkość w ruchu jednostajnym ciała pokazuje, jaką drogę przebyło ciało w jednostce czasu.

Używając zatem pojęcia prędkości, możemy teraz powiedzieć, że turysta, samochód i samolot poruszają się z różnymi prędkościami.

Przy ruchu jednostajnym prędkość ciała pozostaje stała.

Jeśli rowerzysta przejedzie drogę 25 m w ciągu 5 sekund, jego prędkość wyniesie 25m/5s = 5m/s.

Aby wyznaczyć prędkość w ruchu jednostajnym, należy podzielić drogę przebytą przez ciało w określonym czasie przez ten okres:

prędkość = droga/czas.

Prędkość jest oznaczona przez v, droga przez s, czas przez t. Wzór na znalezienie prędkości będzie wyglądał następująco:

Prędkość ciała w ruchu jednostajnym jest wielkością równą stosunkowi drogi do czasu przebycia tej drogi.

W System międzynarodowy(SI) Prędkość mierzona jest w metrach na sekundę (m/s).

Oznacza to, że za jednostkę prędkości przyjmuje się prędkość takiego ruchu jednostajnego, że w ciągu jednej sekundy ciało pokonuje drogę 1 metr.

Prędkość ciała można również mierzyć w kilometrach na godzinę (km/h), kilometrach na sekundę (km/s), centymetrach na sekundę (cm/s).

Przykład. Pociąg poruszający się ruchem jednostajnym pokonuje w ciągu 2 godzin drogę 108 km. Oblicz prędkość pociągu.

Zatem s = 108 km; t = 2 godziny; v =?

Rozwiązanie. v = s/t, v = 108 km/2 h = 54 km/h. Prosto i łatwo.

Wyraźmy teraz prędkość pociągu w jednostkach SI, czyli przeliczymy kilometry na metry, a godziny na sekundy:

54 km/h = 54000 m/ 3600 s = 15 m/s.

Odpowiedź: v = 54 km/h, czyli 15 m/s.

Zatem, Wartość liczbowa prędkości zależy od wybranej jednostki.

Prędkość oprócz wartości liczbowej ma także kierunek.

Przykładowo, jeśli chcemy wskazać, gdzie za 2 godziny będzie samolot odlatujący z Władywostoku, to trzeba podać nie tylko wartość jego prędkości, ale także miejsce docelowe, czyli tzw. jego kierunek. Wielkości, które oprócz wartości liczbowej (modułu) mają również kierunek, nazywane są wektorami.

Prędkość jest wektorową wielkością fizyczną.

Wszystkie wielkości wektorowe są oznaczone odpowiednimi literami ze strzałką. Na przykład prędkość jest oznaczona symbolem v ze strzałką, a moduł prędkości jest oznaczony tą samą literą, ale bez strzałki v.

Niektóre wielkości fizyczne nie mają kierunku. Charakteryzują się one jedynie wartością liczbową. Są to czas, objętość, długość itp. Są skalarne.

Jeżeli, gdy ciało się porusza, jego prędkość zmienia się z jednego odcinka ścieżki na drugi, wówczas taki ruch jest nierówny. Aby scharakteryzować nierównomierny ruch ciała, wprowadzono pojęcie prędkości średniej.

Przykładowo pociąg z Moskwy do Petersburga jedzie z prędkością 80 km/h. Jaką prędkość mają na myśli? Przecież prędkość pociągu na przystankach wynosi zero, po zatrzymaniu wzrasta, a przed zatrzymaniem maleje.

W tym przypadku pociąg porusza się nierównomiernie, co oznacza, że ​​prędkość średnia wynosi 80 km/h.

Wyznacza się ją niemal w taki sam sposób, jak prędkość w ruchu jednostajnym.

Aby wyznaczyć średnią prędkość ciała podczas ruchu nierównego, należy podzielić całą przebytą drogę przez cały czas ruchu:

Należy pamiętać, że tylko przy ruchu jednostajnym stosunek s/t będzie stały w dowolnym okresie czasu.

Przy nierównym ruchu ciała średnia prędkość charakteryzuje ruch ciała w całym okresie czasu. Nie wyjaśnia, w jaki sposób ciało poruszało się w różnych momentach tego okresu.

Tabela 1 przedstawia średnie prędkości ruchu niektórych ciał.

Tabela 1

Średnie prędkości ruchu niektórych ciał, prędkość dźwięku, fal radiowych i światła.

Obliczanie trasy i czasu ruchu.

Jeśli znana jest prędkość ciała i czas ruchu jednostajnego, można obliczyć przebytą przez nie drogę.

Ponieważ v = s/t, ścieżkę wyznacza się ze wzoru

Aby wyznaczyć drogę przebytą przez ciało w ruchu jednostajnym, należy pomnożyć prędkość ciała przez czas jego ruchu.

Teraz, wiedząc, że s = vt, możemy znaleźć czas, w którym ciało się poruszało, tj.

Aby wyznaczyć czas ruchu nierównego, należy podzielić drogę przebytą przez ciało przez prędkość jego ruchu.

Jeśli ciało porusza się nierównomiernie, to znając jego średnią prędkość ruchu i czas, w którym ten ruch następuje, znajdź ścieżkę:

Za pomocą tego wzoru możesz określić czas, w którym ciało porusza się nierównomiernie:

Bezwładność.

Obserwacje i eksperymenty pokazują, że prędkość ciała sama w sobie nie może się zmienić.

Doświadczenie z wózkami. Bezwładność.

Piłka leży na boisku. Kopnięciem piłkarz wprawia go w ruch. Ale sama piłka nie zmieni swojej prędkości i nie zacznie się poruszać, dopóki nie zadziałają na nią inne ciała. Pocisk włożony do lufy pistoletu nie wyleci, dopóki nie zostanie wypchnięty przez gazy prochowe.

Zatem zarówno piłka, jak i kula nie mają własnej prędkości, dopóki nie zadziałają na nie inne ciała.

Piłka nożna tocząca się po ziemi zatrzymuje się na skutek tarcia o podłoże.

Ciało zmniejsza prędkość i zatrzymuje się nie samo z siebie, ale pod wpływem innych ciał. Pod wpływem innego ciała zmienia się również kierunek prędkości.

Piłka tenisowa zmienia kierunek po uderzeniu w rakietę. Po uderzeniu kija hokeisty krążek również zmienia kierunek ruchu. Kierunek ruchu cząsteczki gazu zmienia się, gdy uderza ona w inną cząsteczkę lub w ścianki pojemnika.

Oznacza, zmiana prędkości ciała (wielkości i kierunku) następuje w wyniku działania na nie innego ciała.

Zróbmy eksperyment. Połóżmy deskę pod kątem na stole. Połóż kupkę piasku na stole, w niewielkiej odległości od końca planszy. Umieść wózek na pochyłej desce. Wózek po stoczeniu się po pochyłej desce szybko się zatrzymuje, uderzając w piasek. Prędkość wózka maleje bardzo szybko. Jego ruch jest nierówny.

Wyrównajmy piasek i ponownie zwolnijmy wózek z poprzedniej wysokości. Wózek przejedzie teraz większą odległość po stole, zanim się zatrzyma. Jego prędkość zmienia się wolniej, a jego ruch staje się bliższy równomiernemu.

Jeśli całkowicie usuniesz piasek z toru wózka, jedyną przeszkodą w jego ruchu będzie tarcie na stole. Wózek zatrzymuje się jeszcze wolniej i pojedzie dalej niż za pierwszym i drugim razem.

Zatem im mniejszy wpływ innego ciała na wózek, tym dłużej utrzymuje się prędkość jego ruchu i tym bardziej jest ona jednolita.

Jak będzie się poruszać ciało, jeśli inne ciała w ogóle na nie nie oddziałują? Jak można to ustalić eksperymentalnie? Dokładne eksperymenty mające na celu badanie ruchu ciał przeprowadził po raz pierwszy G. Galileo. Umożliwiły one ustalenie, że jeśli na jakieś ciało nie oddziałują inne ciała, to albo pozostaje ono w spoczynku, albo porusza się po linii prostej i ruchem jednostajnym względem Ziemi.

Nazywa się zjawisko utrzymywania się prędkości ciała przy braku działania na nie innych ciał bezwładność.

Bezwładność– z łaciny bezwładność- bezruch, bezczynność.

Zatem ruch ciała przy braku działania na nie innego ciała nazywa się ruchem bezwładności.

Na przykład kula wystrzelona z pistoletu nadal latałaby, utrzymując swoją prędkość, gdyby nie działało na nią inne ciało - powietrze (a raczej znajdujące się w nim cząsteczki gazu). W rezultacie prędkość pocisku maleje. Rowerzysta przestaje pedałować i kontynuuje jazdę. Byłby w stanie utrzymać prędkość swojego ruchu, gdyby nie działała na niego siła tarcia.

Więc, Jeżeli na ciało nie oddziałują inne ciała, to porusza się ono ze stałą prędkością.

Interakcja ciał.

Wiesz już, że podczas nierównego poruszania się prędkość ciała zmienia się w czasie. Zmiana prędkości ciała następuje pod wpływem innego ciała.

Doświadczenie z wózkami. Wózki poruszają się względem stołu.

Zróbmy eksperyment. Do wózka przyczepimy elastyczną płytkę. Następnie zginamy go i zawiązujemy nitką. Wózek pozostaje w spoczynku względem stołu. Czy wózek się przesunie, jeśli elastyczna płyta się wyprostuje?

Aby to zrobić, przetniemy nić. Płyta się wyprostuje. Wózek pozostanie w tym samym miejscu.

Następnie umieścimy kolejny podobny wózek blisko giętej płyty. Spalimy wątek jeszcze raz. Następnie oba wózki zaczynają się poruszać względem stołu. Idą w różnych kierunkach.

Aby zmienić prędkość wózka, potrzebne było drugie nadwozie. Doświadczenie pokazuje, że prędkość ciała zmienia się jedynie w wyniku działania na nie innego ciała (drugiego wózka). Z naszego doświadczenia wynika, że ​​drugi wózek również zaczął się poruszać. Obaj zaczęli się poruszać względem stołu.

Doświadczenie łodzią. Obie łodzie zaczynają się poruszać.

Wózki działać na siebie, czyli wchodzą w interakcję. Oznacza to, że oddziaływanie jednego ciała na drugie nie może być jednostronne, oba ciała oddziałują na siebie, czyli wchodzą w interakcję.

Rozważaliśmy najprostszy przypadek oddziaływania dwóch ciał. Przed interakcją oba ciała (wózki) znajdowały się w spoczynku względem siebie oraz względem stołu.

Doświadczenie łodzią. Łódź oddala się w kierunku przeciwnym do skoku.

Na przykład kula przed wystrzeleniem również znajdowała się w spoczynku względem pistoletu. Podczas interakcji (podczas strzału) kula i pistolet poruszają się w różnych kierunkach. Rezultatem jest zjawisko odrzutu.

Jeśli osoba siedząca w łodzi odpycha od siebie inną łódź, następuje interakcja. Obie łodzie zaczynają się poruszać.

Jeśli ktoś wyskoczy z łodzi na brzeg, wówczas łódź porusza się w kierunku przeciwnym do skoku. Mężczyzna działał na łodzi. Z kolei łódź wpływa również na osobę. Nabiera prędkości skierowanej w stronę brzegu.

Więc, W wyniku interakcji oba ciała mogą zmieniać swoją prędkość.

Masa ciała. Jednostka masy.

Kiedy dwa ciała oddziałują na siebie, prędkości pierwszego i drugiego ciała zawsze się zmieniają.

Doświadczenie z wózkami. Jeden jest większy od drugiego.

Po interakcji jedno ciało uzyskuje prędkość, która może znacznie różnić się od prędkości innego ciała. Przykładowo po oddaniu strzału z łuku prędkość strzały jest znacznie większa niż prędkość, jaką nabywa cięciwa łuku po interakcji.

Dlaczego to się dzieje? Przeprowadźmy eksperyment opisany w paragrafie 18. Dopiero teraz weźmy wózki o różnych rozmiarach. Po spaleniu nici wózki odjeżdżają z różną prędkością. Wózek, który po interakcji porusza się wolniej, nazywa się bardziej masywny. Ona ma więcej waga. Wózek, który po interakcji porusza się z większą prędkością, ma mniejszą masę. Oznacza to, że wózki mają różną masę.

Można zmierzyć prędkości osiągane przez wózki w wyniku interakcji. Prędkości te służą do porównania mas oddziałujących ze sobą wózków.

Przykład. Prędkości wózków przed interakcją wynoszą zero. Po interakcji prędkość jednego wózka wynosiła 10 m/s, a prędkość drugiego 20 m/s. Od prędkości uzyskanej przez drugi wózek Jeżeli prędkość pierwszego wózka jest 2 razy większa, to jego masa jest 2 razy mniejsza od masy pierwszego wózka.

Jeżeli po interakcji prędkości początkowo nieruchomych wózków są takie same, to ich masy są takie same. Zatem w eksperymencie przedstawionym na rysunku 42, po interakcji wózki oddalają się od siebie z równą prędkością. Dlatego ich masy były takie same. Jeśli po interakcji ciała uzyskują różne prędkości, to ich masy są różne.

Międzynarodowy standardowy kilogram. Na zdjęciu: amerykańska norma kilogramowa.

Ile razy prędkość pierwszego ciała jest większa (mniejsza) od prędkości drugiego ciała, ile razy masa pierwszego ciała jest mniejsza (większa) od masy drugiego.

Jak prędkość ciała zmienia się mniej podczas interakcji, tym większą ma masę. Takie ciało nazywa się bardziej obojętny.

I odwrotnie niż prędkość ciała zmienia się bardziej podczas interakcji, im mniejszą ma masę, tym więcej mniej To obojętny.

Oznacza to, że wszystkie ciała mają charakterystyczną właściwość zmiany prędkości w różny sposób podczas interakcji. Ta właściwość nazywa się bezwładność.

Masa ciała jest wielkością fizyczną charakteryzującą jego bezwładność.

Powinieneś wiedzieć, że każde ciało: Ziemia, człowiek, książka itp. - ma masę.

Masę oznaczono literą m. Jednostką masy w układzie SI jest kilogram ( 1 kg).

Kilogram- jest to masa wzorca. Wzorzec wykonany jest ze stopu dwóch metali: platyny i irydu. Międzynarodowy standardowy kilogram jest przechowywany w Sevres (niedaleko Paryża). Wykonano i wysłano ponad 40 dokładnych kopii według międzynarodowego standardu różne kraje. Jeden z egzemplarzy międzynarodowego standardu znajduje się w naszym kraju, w Instytucie Metrologii im. DI Mendelejew w Petersburgu.

W praktyce stosuje się inne jednostki masy: tona (T), gram (G), miligram (mg).

1 t	= 1000 kg (10 3 kg)	1 gr	= 0,001 kg (10 -3 kg)
1 kg	= 1000 g (10 3 g)	1 mg	= 0,001 g (10 -3 g)
1 kg	= 1 000 000 mg (10 6 mg)	1 mg	= 0,000001 kg (10 -6 kg)

W przyszłości, studiując fizykę, pojęcie masy zostanie ujawnione głębiej.

Pomiar masy ciała na wadze.

Do pomiaru masy ciała można zastosować metodę opisaną w paragrafie 19.

Skale treningowe.

Porównując prędkości uzyskiwane przez ciała podczas interakcji, określają, ile razy masa jednego ciała jest większa (lub mniejsza) od masy drugiego. W ten sposób można zmierzyć masę ciała, jeśli znana jest masa jednego z oddziałujących ze sobą ciał. W ten sposób w nauce określa się masy ciał niebieskich, a także cząsteczek i atomów.

W praktyce masę ciała można określić za pomocą wagi. Wyróżnia się różne rodzaje wag: edukacyjne, medyczne, analityczne, farmaceutyczne, elektroniczne itp.

Specjalny zestaw ciężarków.

Rozważmy skale treningowe. Główną częścią takich wag jest wahacz. Na środku rockera przymocowana jest strzałka - wskaźnik, który porusza się w prawo lub w lewo. Miseczki zawieszone są na końcach bujaka. W jakich warunkach wagi będą w równowadze?

Postawmy na wadze wózki użyte w eksperymencie (patrz § 18). Ponieważ podczas interakcji wózki uzyskały te same prędkości, okazało się, że ich masy są takie same. Dlatego wagi będą w równowadze. Oznacza to, że masy ciał leżących na wadze są sobie równe.

Teraz na jednej szalce wagi umieszczamy ciało, którego masę musimy poznać. Odważniki, których masy są znane, będziemy umieszczać po drugiej stronie, aż wagi znajdą się w równowadze. W rezultacie masa ważonego ciała będzie równa całkowitej masie odważników.

Podczas ważenia wykorzystuje się specjalny zestaw odważników.

Różne wagi są przeznaczone do ważenia różnych ciał, zarówno bardzo ciężkich, jak i bardzo lekkich. Na przykład za pomocą wag wagonowych można określić masę wagonu od 50 t do 150 t. Masę komara równą 1 mg można określić za pomocą wag analitycznych.

Gęstość materii.

Ważymy dwa cylindry o jednakowej objętości. Jeden jest z aluminium, drugi z ołowiu.

Ciała wokół nas składają się z różnych substancji: drewna, żelaza, gumy itp.

Masa dowolnego ciała zależy nie tylko od jego wielkości, ale także od substancji, z której się składa. Dlatego ciała o tej samej objętości, ale składające się z różnych substancji, mają różne masy.

Zróbmy ten eksperyment. Zważmy dwa cylindry o tej samej objętości, ale składające się z różnych substancji. Na przykład jeden jest wykonany z aluminium, drugi z ołowiu. Doświadczenie pokazuje, że masa aluminium jest mniejsza niż ołowiu, to znaczy aluminium jest lżejsze od ołowiu.

Jednocześnie ciała o tej samej masie, składające się z różnych substancji, mają różne objętości.

Żelazna belka o masie 1 tony zajmuje 0,13 metra sześciennego. A lód ważący 1 tonę ma objętość 1,1 metra sześciennego.

Zatem pręt żelazny o masie 1 tony zajmuje objętość 0,13 m 3, a lód o tej samej masie 1 tony zajmuje objętość 1,1 m 3. Objętość lodu jest prawie 9 razy większa od objętości sztabki żelaza. Dzieje się tak dlatego, że różne substancje mogą mieć różną gęstość.

Wynika z tego, że ciała o objętości np. 1 m 3 każde, składające się z różnych substancji, mają różne masy. Podajmy przykład. Aluminium o objętości 1 m3 ma masę 2700 kg, ołów o tej samej objętości ma masę 11 300 kg. Oznacza to, że przy tej samej objętości (1 m3) ołów ma masę około 4 razy większą niż masa aluminium.

Gęstość pokazuje masę substancji wziętej w określonej objętości.

Jak znaleźć gęstość substancji?

Przykład. Płyta marmurowa ma objętość 2 m 3 i masę 5400 kg. Konieczne jest określenie gęstości marmuru.

Wiemy zatem, że marmur o objętości 2m3 ma masę 5400 kg. Oznacza to, że 1 m 3 marmuru będzie miał masę 2 razy mniejszą. W naszym przypadku - 2700 kg (5400:2 = 2700). Zatem gęstość marmuru wyniesie 2700 kg na 1 m 3.

Oznacza to, że znając masę ciała i jego objętość, można wyznaczyć gęstość.

Aby obliczyć gęstość substancji, należy podzielić masę ciała przez jego objętość.

Gęstość to wielkość fizyczna równa stosunkowi masy ciała do jego objętości:

gęstość = masa/objętość.

Wielkości zawarte w tym wyrażeniu oznaczmy literami: gęstość substancji to ρ (grecka litera „rho”), masa ciała to m, jego objętość to V. Otrzymujemy wówczas wzór na obliczenie gęstości:

Jednostką gęstości substancji w układzie SI jest kilogram na metr sześcienny (1kg/m3).

Gęstość substancji często wyraża się w gramach na centymetr sześcienny (1 g/cm3).

Jeżeli gęstość substancji wyraża się w kg/m3, można ją przeliczyć na g/cm3 w następujący sposób.

Przykład. Gęstość srebra wynosi 10 500 kg/m3. Wyraź to w g/cm3.

10 500 kg = 10 500 000 g (lub 10,5 * 10 6 g),

1m3 = 1 000 000 cm3 (lub 10 6 cm3).

Wtedy ρ = 10 500 kg/m 3 = 10,5 * 10 6 / 10 6 g/cm 3 = 10,5 g/cm 3.

Należy pamiętać, że gęstość tej samej substancji w stanie stałym, ciekłym i gazowym jest inna. Zatem gęstość lodu wynosi 900 kg/m3, wody 1000 kg/m3, a pary wodnej 0,590 kg/m3. Choć to wszystko są stany tej samej substancji – wody.

Poniżej znajdują się tabele gęstości niektórych ciał stałych, cieczy i gazów.

Tabela 2

Gęstości niektórych ciał stałych (przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym, t = 20 °C)

Solidny	ρ, kg/m 3	ρ, g/cm3	Solidny	ρ, kg/m 3	ρ, g/cm3
Osm	22 600	22,6	Marmur	2700	2,7
Iryd	22 400	22,4	Szyba	2500	2,5
Platyna	21 500	21,5	Porcelana	2300	2,3
Złoto	19 300	19,3	Beton	2300	2,3
Ołów	11 300	11,3	Cegła	1800	1,8
Srebro	10 500	10,5	Rafinowany cukier	1600	1,6
Miedź	8900	8,9	Pleksiglas	1200	1,2
Mosiądz	8500	8,5	Capron	1100	1,1
Stal żelazo	7800	7,8	Polietylen	920	0,92
Cyna	7300	7,3	Parafina	900	0,90
Cynk	7100	7,2	lód	900	0,90
Żeliwo	7000	7	Dąb (suchy)	700	0,70
Korund	4000	4	Sosna (sucha)	400	0,40
Aluminium	2700	2,7	Korek	240	0,24

Tabela 3

Gęstości niektórych cieczy (przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym t=20°C)

Tabela 4

Gęstości niektórych gazów (przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym t=20°C)

Obliczanie masy i objętości na podstawie jej gęstości.

Znajomość gęstości substancji jest bardzo ważna ze względów praktycznych. Inżynier projektując maszynę może z góry obliczyć masę przyszłej maszyny na podstawie gęstości i objętości materiału. Konstruktor może określić, jaka będzie masa budowanego budynku.

Dlatego znając gęstość substancji i objętość ciała, zawsze można wyznaczyć jego masę.

Ponieważ gęstość substancji można znaleźć za pomocą wzoru ρ = m/V, stąd możesz znaleźć masę, tj.

m = ρV.

Aby obliczyć masę ciała, jeśli znana jest jego objętość i gęstość, gęstość należy pomnożyć przez objętość.

Przykład. Wyznacz masę części stalowej o objętości 120 cm3.

Z tabeli 2 wynika, że ​​gęstość stali wynosi 7,8 g/cm 3 . Zapiszmy warunki problemu i rozwiążmy go.

Dany:

V = 120 cm3;

ρ = 7,8 g/cm3;

Rozwiązanie:

m = 120 cm 3 7,8 g/cm 3 = 936 g.

Odpowiedź: M= 936 g

Jeżeli znana jest masa ciała i jego gęstość, wówczas ze wzoru można wyrazić objętość ciała m = ρV, tj. objętość ciała będzie równa:

V = m/ρ.

Aby obliczyć objętość ciała, jeśli znana jest jego masa i gęstość, masę należy podzielić przez gęstość.

Przykład. Masa oleju słonecznikowego wypełniającego butelkę wynosi 930 g. Określ objętość butelki.

Z tabeli 3 wynika, że ​​gęstość oleju słonecznikowego wynosi 0,93 g/cm 3 .

Zapiszmy warunki problemu i rozwiążmy go.

Dany:

ρ = 0,93 g/cm3

Rozwiązanie:

V = 930/0,93 g/cm 3 = 1000 cm 3 = 1 l.

Odpowiedź: V= 1 l.

Aby określić objętość, z reguły stosuje się wzór w przypadkach, gdy trudno jest znaleźć objętość za pomocą prostych pomiarów.

Siła.

Każdy z nas nieustannie spotyka się z różnymi przypadkami oddziaływania ciał na siebie. W wyniku interakcji zmienia się prędkość ruchu ciała. Już wiesz, że prędkość ciała zmienia się tym bardziej, im mniejsza jest jego masa. Spójrzmy na kilka przykładów, które to potwierdzają.

Popychając wózek rękami, możemy wprawić go w ruch. Prędkość wózka zmienia się pod wpływem ludzkiej ręki.

Kawałek żelaza leżący na wtyczce zanurzonej w wodzie przyciąga magnes. Kawałek żelaza i korek zmieniają prędkość pod wpływem magnesu.

Działając na sprężynę ręką, możesz ją ścisnąć. Najpierw przesuwa się koniec wiosny. Następnie ruch przenoszony jest na pozostałe jego części. Ściśnięta sprężyna po wyprostowaniu może na przykład wprawić piłkę w ruch.

Kiedy sprężyna została ściśnięta, działającym ciałem była ludzka ręka. Kiedy sprężyna się prostuje, działającym ciałem jest sama sprężyna. Ona wprawia piłkę w ruch.

Możesz użyć rakiety lub ręki, aby zatrzymać lub zmienić kierunek ruchu lecącej piłki.

We wszystkich podanych przykładach jedno ciało pod wpływem innego ciała zaczyna się poruszać, zatrzymuje się lub zmienia kierunek swojego ruchu.

Zatem, prędkość ciała zmienia się, gdy oddziałuje ono z innymi ciałami.

Często nie jest wskazane, które ciało i jak na to ciało zadziałało. Po prostu tak się mówi na ciało działa siła lub jest na nie przyłożona siła. Oznacza to, że można uwzględnić siłę jako powód zmiany prędkości.

Pchając wózek rękami, możemy uruchomić go w działaniu.

Poeksperymentuj z kawałkiem żelaza i magnesem.

Wiosenny eksperyment. Wprawiliśmy piłkę w ruch.

Doświadczenie z rakietą i latającą piłką.

Siła działająca na ciało może zmienić nie tylko prędkość jego ciała, ale także jego poszczególnych części.

Deska leżąca na podporach ugina się, gdy ktoś na niej siedzi.

Na przykład, jeśli dotkniesz palcami gumki lub kawałka plasteliny, skurczy się ona i zmieni swój kształt. Nazywa się to odkształcenie.

Deformacją jest każda zmiana kształtu i wielkości ciała.

Podajmy inny przykład. Deska leżąca na podporach ugina się, jeśli usiądzie na niej osoba lub inny ładunek. Środek planszy przesuwa się na większą odległość niż krawędzie.

Pod wpływem siły prędkość różnych ciał jednocześnie może zmieniać się jednakowo. Aby to zrobić, konieczne jest przyłożenie różnych sił do tych ciał.

Zatem do poruszania ciężarówką potrzebna jest większa siła niż w przypadku samochodu osobowego. Oznacza to, że wartość liczbowa siły może być różna: większa lub mniejsza. Co to jest siła?

Siła jest miarą wzajemnego oddziaływania ciał.

Siła jest wielkością fizyczną, co oznacza, że ​​można ją zmierzyć.

Na rysunku siła jest pokazana jako odcinek linii prostej ze strzałką na końcu.

Siła, podobnie jak prędkość, jest wielkość wektorowa. Charakteryzuje się nie tylko wartością liczbową, ale także kierunkiem. Siłę oznaczono literą F ze strzałką (jak pamiętamy, strzałka oznacza kierunek), a jej moduł również oznaczono literą F, ale bez strzałki.

Mówiąc o sile, ważne jest, aby wskazać, do którego punktu ciała siła jest przyłożona.

Na rysunku siła jest przedstawiona jako odcinek linii prostej ze strzałką na końcu. Początek odcinka – punkt A jest punktem przyłożenia siły. Długość odcinka umownie oznacza moduł siły w określonej skali.

Więc, wynik działania siły na ciało zależy od jego modułu, kierunku i punktu przyłożenia.

Zjawisko grawitacji. Powaga.

Wypuśćmy kamień z rąk - spadnie na ziemię.

Jeśli wypuścisz kamień z rąk, spadnie on na ziemię. To samo stanie się z każdym innym ciałem. Piłka rzucona poziomo nie leci prosto i równomiernie. Jego trajektoria będzie linią zakrzywioną.

Kamień leci po zakrzywionej linii.

Sztuczny satelita Ziemi również nie lata po linii prostej, leci wokół Ziemi.

Sztuczny satelita krąży po Ziemi.

Jaka jest przyczyna zaobserwowanych zjawisk? To jest ta rzecz. Na ciała te działa siła – siła grawitacji skierowana w stronę Ziemi. Pod wpływem grawitacji skierowanej w stronę Ziemi ciała uniesione nad Ziemię, a następnie opuszczone, spadają. A także dzięki temu przyciąganiu chodzimy po Ziemi, a nie lecimy w nieskończoną Przestrzeń, gdzie nie ma powietrza do oddychania.

Liście drzew spadają na Ziemię, ponieważ Ziemia je przyciąga. Woda płynie rzekami pod wpływem grawitacji skierowanej w stronę Ziemi.

Ziemia przyciąga do siebie dowolne ciała: domy, ludzi, Księżyc, Słońce, wodę w morzach i oceanach itp. Z kolei Ziemię przyciągają wszystkie te ciała.

Przyciąganie istnieje nie tylko między Ziemią a wymienionymi ciałami. Wszystkie ciała przyciągają się. Księżyc i Ziemia przyciągają się do siebie. Przyciąganie Ziemi do Księżyca powoduje przypływy i odpływy wody. Ogromne masy wody podnoszą się w oceanach i morzach dwa razy dziennie o wiele metrów. Doskonale wiecie, że Ziemia i inne planety krążą wokół Słońca, przyciągane do niego i do siebie nawzajem.

Przyciąganie wszystkich ciał we Wszechświecie nazywa się uniwersalną grawitacją.

Angielski naukowiec Izaak Newton jako pierwszy udowodnił i ustalił prawo powszechnego ciążenia.

Zgodnie z tym prawem, Im większa masa tych ciał, tym większa siła przyciągania między ciałami. Siły przyciągania między ciałami zmniejszają się wraz ze wzrostem odległości między nimi.

Dla każdego żyjącego na Ziemi jedną z najważniejszych wartości jest siła grawitacji skierowana na Ziemię.

Siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało do siebie, nazywa się grawitacją.

Grawitację oznaczamy literą F z indeksem: Fgravity. Jest zawsze skierowany pionowo w dół.

Kula jest lekko spłaszczona na biegunach, dlatego ciała znajdujące się na biegunach znajdują się nieco bliżej środka Ziemi. Dlatego grawitacja na biegunie jest nieco większa niż na równiku lub na innych szerokościach geograficznych. Siła ciężkości na szczycie góry jest nieco mniejsza niż u jej podnóża.

Siła ciężkości jest wprost proporcjonalna do masy danego ciała.

Jeśli porównamy dwa ciała o różnych masach, to ciało o większej masie będzie cięższe. Ciało o mniejszej masie jest lżejsze.

Ile razy masa jednego ciała jest większa od masy drugiego ciała, tyle samo razy siła ciężkości działająca na pierwsze ciało jest większa niż siła ciężkości działająca na drugie ciało. Gdy masy ciał są takie same, wówczas siły grawitacji działające na nie również są takie same.

Siła sprężystości. Prawo Hooke’a.

Już wiesz, że na wszystkie ciała na Ziemi oddziałuje grawitacja.

Książka leżąca na stole również podlega działaniu grawitacji, ale nie spada przez stół, ale spoczywa. Zawieśmy ciało na nitce. Nie spadnie.

Prawo Hooke’a. Doświadczenie.

Dlaczego spoczywają ciała leżące na podporze lub zawieszone na nitce? Najwyraźniej grawitacja jest równoważona przez jakąś inną siłę. Co to za siła i skąd pochodzi?

Przeprowadźmy eksperyment. Umieść ciężarek na środku poziomej deski, umieszczonej na wspornikach. Pod wpływem grawitacji ciężar zacznie się przesuwać w dół i wyginać deskę, tj. płyta jest zdeformowana. W takim przypadku powstaje siła, z jaką deska działa na znajdujący się na niej korpus. Z tego doświadczenia możemy wywnioskować, że oprócz siły ciężkości skierowanej pionowo w dół na ciężar działa inna siła. Siła ta skierowana jest pionowo w górę. Zrównoważyła siłę grawitacji. Ta siła nazywa się siła sprężysta.

Zatem siła powstająca w ciele w wyniku jego odkształcenia i zmierzająca do przywrócenia ciała do pierwotnego położenia nazywana jest siłą sprężystości.

Siła sprężystości jest oznaczona literą F z indeksem Fup.

Im bardziej podpora (deska) wygina się, tym większa jest siła sprężystości. Jeżeli siła sprężystości zrówna się z siłą grawitacji działającą na ciało, wówczas podpora i korpus zatrzymują się.

Teraz zawieśmy ciało na nitce. Nić (zawieszenie) rozciąga się. W gwincie (zawieszeniu), a także w podporze powstaje siła sprężysta. Kiedy zawieszenie jest rozciągnięte, siła sprężystości jest równa sile grawitacji, a następnie rozciąganie zatrzymuje się. Siła sprężystości występuje tylko wtedy, gdy ciała są zdeformowane. Jeśli odkształcenie ciała zniknie, siła sprężystości również zaniknie.

Doświadczenie z ciałem zawieszonym na nitce.

Wyróżnia się różne rodzaje odkształceń: rozciąganie, ściskanie, ścinanie, zginanie i skręcanie.

Zapoznaliśmy się już z dwoma rodzajami deformacji - ściskaniem i zginaniem. Te i inne rodzaje deformacji będziesz studiować bardziej szczegółowo w szkole średniej.

Spróbujmy teraz dowiedzieć się, od czego zależy siła sprężystości.

Angielski naukowiec Robert hooke , współczesny Newtonowi, ustalił, w jaki sposób siła sprężystości zależy od odkształcenia.

Weźmy pod uwagę doświadczenie. Weźmy gumowy sznur. Jeden koniec zamocowamy na statywie. Pierwotna długość sznurka wynosiła l 0. Jeśli zawiesisz kubek z ciężarkiem na wolnym końcu sznurka, sznurek się wydłuży. Jego długość będzie równa l. Przedłużenie przewodu można znaleźć w następujący sposób:

Jeśli zmienisz ciężarki na miseczce, zmieni się także długość sznurka, a co za tym idzie jego wydłużenie Δl.

Doświadczenie pokazało że moduł siły sprężystości podczas rozciągania (lub ściskania) ciała jest wprost proporcjonalny do zmiany długości ciała.

To jest prawo Hooke’a. Prawo Hooke’a zapisane jest w następujący sposób:

Fkontrola = -kΔl,

Masa ciała to siła, z jaką ciało pod wpływem przyciągania do Ziemi działa na podporę lub zawieszenie.

gdzie Δl jest wydłużeniem ciała (zmianą jego długości), k jest współczynnikiem proporcjonalności, który nazywa się sztywność.

Sztywność nadwozia zależy od kształtu i wielkości, a także od materiału, z którego jest wykonana.

Prawo Hooke'a obowiązuje tylko w przypadku odkształcenia sprężystego. Jeżeli po ustaniu sił odkształcających ciało powraca ono do swego pierwotnego położenia, to odkształcenie jest elastyczny.

Prawo Hooke'a i rodzaje odkształceń będziesz studiować bardziej szczegółowo w szkole średniej.

Masy ciała.

Pojęcie „waga” jest bardzo często używane w życiu codziennym. Spróbujmy dowiedzieć się, jaka jest ta wartość. W eksperymentach, gdy ciało umieszczano na podporze, ściskano nie tylko podporę, ale także ciało przyciągane przez Ziemię.

Odkształcone, ściśnięte ciało naciska na podporę z siłą tzw masy ciała . Jeśli ciało jest zawieszone na nitce, wówczas rozciągana jest nie tylko nić, ale także samo ciało.

Masa ciała to siła, z jaką ciało pod wpływem przyciągania do Ziemi działa na podporę lub zawieszenie.

Masa ciała jest wektorową wielkością fizyczną i jest oznaczona literą P ze strzałką nad tą literą, skierowaną w prawo.

Należy jednak o tym pamiętać że na nadwozie działa ciężar, a na podporę lub zawieszenie.

Jeżeli ciało i podpora są nieruchome lub poruszają się ruchem jednostajnym i prostoliniowym, to ciężar ciała w wartości liczbowej jest równy sile ciężkości, tj.

P = F ciężki

Należy pamiętać, że grawitacja jest wynikiem oddziaływania ciała z Ziemią.

Zatem masa ciała jest wynikiem interakcji ciała i podpory (zawieszenia). Podpora (zawieszenie) i korpus ulegają deformacji, co prowadzi do pojawienia się siły sprężystej.

Jednostki siły. Związek między grawitacją a masą ciała.

Już wiesz, że siła jest wielkością fizyczną. Oprócz wartości liczbowej (modułu) ma ona kierunek, czyli jest wielkością wektorową.

Siłę, jak każdą wielkość fizyczną, można zmierzyć i porównać z siłą przyjmowaną jako jednostka.

Jednostki wielkości fizycznych dobierane są zawsze arbitralnie. Zatem każdą siłę można przyjąć jako jednostkę siły. Na przykład, jako jednostkę siły można przyjąć siłę sprężystości sprężyny rozciągniętej do określonej długości. Jednostkę siły można również przyjąć jako siłę ciężkości działającą na ciało.

Wiesz to siła powoduje zmianę prędkości ciała. Dlatego Jednostką siły jest siła, która zmienia prędkość ciała o masie 1 kg o 1 m/s w ciągu 1 sekundy.

Jednostka ta została nazwana na cześć angielskiego fizyka Newtona. Niuton (1 N). Często używane są inne jednostki - kiloniutony (kN), miliniutony (mN):

1 kN = 1000 N, 1 N = 0,001 kN.

Spróbujmy wyznaczyć wielkość siły w 1 N. Ustalono, że 1 N jest w przybliżeniu równa sile grawitacji, która działa na ciało o masie 1/10 kg, a dokładniej 1/9,8 kg (tj. około 102 g).

Należy pamiętać, że siła ciężkości działająca na ciało zależy od szerokości geograficznej, na której dane ciało się znajduje. Siła grawitacji zmienia się wraz ze zmianą wysokości nad powierzchnią Ziemi.

Jeśli wiemy, że jednostką siły jest 1 N, to jak obliczyć siłę grawitacji działającą na ciało o dowolnej masie?

Wiadomo, że ile razy masa jednego ciała jest większa od masy drugiego ciała, tyle razy siła ciężkości działająca na pierwsze ciało jest większa od siły ciężkości działającej na drugie ciało. Zatem jeśli na ciało o masie 1/9,8 kg działa siła ciężkości równa 1 N, to na ciało o masie 2/9,8 kg działa siła ciężkości równa 2 N.

Na ciele o masie 5/9,8 kg - siła ciężkości wynosi 5 N, 5,5/9,8 kg - 5,5 N itd. Na ciele o masie 9,8/9,8 kg - 9,8 N.

Ponieważ 9,8/9,8 kg = 1 kg, wówczas na ciało o masie 1 kg działa siła ciężkości równa 9,8 N. Wartość siły ciężkości działającej na ciało o masie 1 kg można zapisać następująco: 9,8 N/kg.

Oznacza to, że jeśli na ciało o masie 1 kg działa siła równa 9,8 N, to na ciało o masie 2 kg działa siła 2 razy większa. Będzie wynosić 19,6 N i tak dalej.

Zatem, aby wyznaczyć siłę ciężkości działającą na ciało o dowolnej masie, należy pomnożyć 9,8 N/kg przez masę tego ciała.

Masę ciała wyraża się w kilogramach. Następnie otrzymujemy, że:

Ftie = 9,8 N/kg m.

Wartość 9,8 N/kg oznaczymy literą g, a wzór na siłę ciężkości będzie wyglądał następująco:

gdzie m jest masą, g nazywa się przyspieszenie swobodnego spadania. (Pojęcie przyspieszenia grawitacyjnego będzie nauczane w 9. klasie.)

Przy rozwiązywaniu problemów, w których nie jest wymagana duża dokładność, g = 9,8 N/kg zaokrągla się do 10 N/kg.

Wiesz już, że P = Ftie, jeśli ciało i podpora są nieruchome lub poruszają się ruchem jednostajnym i liniowym. Dlatego masę ciała można określić za pomocą wzoru:

Przykład. Na stole stoi czajnik z wodą o wadze 1,5 kg. Określ siłę ciężkości i wagę czajnika. Pokaż te siły na rysunku 68.

Dany:

g ≈ 10 N/kg

Rozwiązanie:

Ftie = P ≈ 10 N/kg 1,5 kg = 15 N.

Odpowiedź: Ftie = P = 15 N.

Przedstawmy teraz siły graficznie. Wybierzmy skalę. Niech 3 N będzie równe odcinku o długości 0,3 cm, a następnie na odcinku o długości 1,5 cm należy wyciągnąć siłę 15 N.

Należy wziąć pod uwagę, że siła grawitacji działa na ciało i dlatego jest przykładana do samego ciała. Ciężar działa na podporę lub zawieszenie, to znaczy jest przykładany do podpory, w naszym przypadku do stołu.

Dynamometr.

Najprostszy dynamometr.

W praktyce często konieczne jest zmierzenie siły, z jaką jedno ciało oddziałuje na drugie. Do pomiaru siły używa się urządzenia zwanego dynamometr (z greckiego dynamika- siła, metro- Ja mierzę).

Dynamometry występują w różnych wersjach. Ich główną częścią jest stalowa sprężyna, której w zależności od przeznaczenia urządzenia nadawane są różne kształty. Konstrukcja prostego dynamometru opiera się na porównaniu dowolnej siły z siłą sprężystości sprężyny.

Najprostszy dynamometr można wykonać ze sprężyny z dwoma hakami zamontowanymi na desce. Do dolnego końca sprężyny przymocowana jest wskazówka, a do tablicy przyklejony jest pasek papieru.

Zaznacz na papierze kreską pozycję wskaźnika, gdy sprężyna nie jest napięta. Ten znak będzie podziałem zerowym.

Dynamometr ręczny - miernik siły.

Następnie powiesimy na haku ładunek o masie 1/9,8 kg, czyli 102 g. Na ten ładunek będzie działać siła ciężkości o wartości 1 N. Pod wpływem tej siły (1 N) sprężyna się rozciągnie, a wskazówka przesunie się w dół. Zaznaczamy jej nowe położenie na papierze i wpisujemy cyfrę 1. Następnie zawieszamy ładunek o masie 204 g i stawiamy znak 2. Oznacza to, że w tym położeniu siła sprężystości sprężyny wynosi 2 N. Po zawieszeniu ciężaru o wadze 306 g, stawiamy znak 3 i tak dalej d.

Aby zastosować dziesiętne części Newtona, należy zastosować podziały - 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 itd. W tym celu odległości między każdym całym znakiem dzieli się na dziesięć równych części. Można to zrobić biorąc pod uwagę, że siła sprężystości sprężyny Fupr wzrasta tyle razy, ile wzrasta jej wydłużenie Δl. Wynika to z prawa Hooke'a: Fupr = kΔl, czyli siła sprężystości ciała po rozciągnięciu jest wprost proporcjonalna do zmiany długości ciała.

Dynamometr trakcyjny.

Najprostszym dynamometrem będzie sprężyna stopniowana.

Za pomocą dynamometru mierzy się nie tylko grawitację, ale także inne siły, takie jak siła sprężystości, siła tarcia itp.

Stosuje się go na przykład do pomiaru siły różnych grup mięśni człowieka dynamometry medyczne.

Aby zmierzyć siłę mięśni ramienia podczas zaciskania dłoni w pięść, podręcznik dynamometr - miernik siły .

Stosowane są również dynamometry rtęciowe, hydrauliczne, elektryczne i inne.

Ostatnio powszechnie stosowane są hamownie elektryczne. Posiadają czujnik, który przekształca naprężenie w sygnał elektryczny.

Do pomiaru dużych sił, takich jak na przykład siły trakcyjne ciągników, pojazdów silnikowych, lokomotyw, holowników morskich i rzecznych, specjalnych hamownie trakcyjne . Mogą mierzyć siły do ​​kilkudziesięciu tysięcy niutonów.

W każdym takim przypadku możliwe jest zastąpienie kilku sił faktycznie przyłożonych do ciała jedną siłą równoważną w działaniu tym siłom.

Siłę, która wywiera na ciało taki sam skutek jak kilka działających jednocześnie sił, nazywamy wypadkową tych sił.

Znajdźmy wypadkową tych dwóch sił działających na ciało po jednej prostej w jednym kierunku.

Przejdźmy do doświadczenia. Na sprężynie zawieszamy dwa ciężarki o masie 102 g i 204 g, jeden pod drugim, czyli o masie 1 N i 2 N. Zwróć uwagę na długość, na jaką sprężyna jest naciągnięta. Usuńmy te ciężarki i zastąpmy je jednym ciężarkiem, który sprężyna rozciąga na tę samą długość. Okazuje się, że ciężar tego ładunku wynosi 3 N.

Z doświadczenia wynika, że: wypadkowa sił skierowanych wzdłuż jednej prostej w tym samym kierunku, a jej moduł jest równy sumie modułów sił składowych.

Na rysunku wypadkowa sił działających na ciało jest oznaczona literą R, a siły składowe - literami F 1 i F 2. W tym przypadku

Zastanówmy się teraz, jak znaleźć wypadkową dwóch sił działających na ciało wzdłuż jednej prostej w różnych kierunkach. Korpus to stół dynamometryczny. Połóżmy na stole ciężarek o masie 5 N, tj. Działajmy na nią siłą 5 N skierowaną w dół. Przywiążmy nić do stołu i działajmy na nią siłą równą 2 N skierowaną w górę. Wtedy hamownia wskaże siłę 3 N. Siła ta jest wypadkową dwóch sił: 5 N i 2 N.

Więc, wypadkowa dwóch sił skierowanych wzdłuż jednej prostej w przeciwnych kierunkach jest skierowana w stronę siły o większej wartości, a jej moduł jest równy różnicy modułów sił składowych(Ryż.):

Jeżeli na ciało przyłożone są dwie równe i przeciwnie skierowane siły, to wypadkowa tych sił wynosi zero. Przykładowo, jeśli w naszym eksperymencie końcówkę pociągniemy siłą 5 N, wówczas wskazówka dynamometru zostanie ustawiona na zero. Wynik obu sił w tym przypadku wynosi zero:

Sanki stoczyły się z góry i wkrótce się zatrzymały.

Sanki po stoczeniu się z góry poruszają się nierówno po poziomej ścieżce, ich prędkość stopniowo maleje, a po chwili się zatrzymuje. Mężczyzna rzucił się do biegu i ślizga się na łyżwach po lodzie, ale niezależnie od tego, jak gładki jest lód, mężczyzna wciąż się zatrzymuje. Rower zatrzymuje się również wtedy, gdy rowerzysta przestaje pedałować. Wiemy, że przyczyną takich zjawisk jest siła. W tym przypadku jest to siła tarcia.

Kiedy jedno ciało styka się z drugim, następuje interakcja, która uniemożliwia ich względny ruch, co nazywa się tarcie. I nazywa się siłę charakteryzującą tę interakcję siła tarcia.

Siła tarcia- jest to inny rodzaj siły, odmienny od omawianej wcześniej siły ciężkości i siły sprężystości.

Innym powodem tarcia jest wzajemne przyciąganie się cząsteczek stykających się ciał.

Występowanie siły tarcia wynika głównie z pierwszego powodu, gdy powierzchnie ciał są chropowate. Ale jeśli powierzchnie są dobrze wypolerowane, wówczas po zetknięciu niektóre ich cząsteczki znajdują się bardzo blisko siebie. W tym przypadku przyciąganie między cząsteczkami stykających się ciał zaczyna się zauważalnie objawiać.

Poeksperymentuj z klockiem i dynamometrem. Mierzymy siłę tarcia.

Siłę tarcia można wielokrotnie zmniejszyć, jeśli pomiędzy powierzchnie trące zostanie wprowadzony smar. Warstwa smaru oddziela powierzchnie ciał trących. W tym przypadku nie stykają się powierzchnie ciał, ale warstwy smaru. Smarowanie jest w większości przypadków płynne, a tarcie warstw cieczy jest mniejsze niż w przypadku powierzchni stałych. Na przykład w przypadku łyżew niskie tarcie podczas ślizgania się po lodzie wynika również z efektu smarowania. Pomiędzy łyżwami a lodem tworzy się cienka warstwa wody. W technologii różne oleje są szeroko stosowane jako smary.

Na przesuwny jedno ciało na powierzchni drugiego doświadczy tarcia, które nazywa się tarcie ślizgowe. Na przykład takie tarcie wystąpi, gdy sanki i narty poruszają się po śniegu.

Jeśli jedno ciało nie ślizga się, ale toczy się po powierzchni drugiego, wówczas nazywa się tarcie powstałe w tym przypadku tarcie toczne . Tak więc, gdy koła powozu lub samochodu poruszają się lub gdy kłody lub beczki toczą się po ziemi, pojawia się tarcie toczne.

Można zmierzyć siłę tarcia. Na przykład, aby zmierzyć siłę tarcia ślizgowego drewnianego klocka na desce lub stole, należy przymocować do niego dynamometr. Następnie przesuwaj klocek równomiernie po desce, trzymając dynamometr poziomo. Co pokaże hamownia? Na klocek działają dwie siły w kierunku poziomym. Jedną z sił jest siła sprężystości sprężyny dynamometru, skierowana w kierunku ruchu. Druga siła to siła tarcia skierowana przeciwko ruchowi. Ponieważ klocek porusza się równomiernie, oznacza to, że wypadkowa tych dwóch sił wynosi zero. W rezultacie siły te są równe pod względem wielkości, ale przeciwne w kierunku. Dynamometr pokazuje siłę sprężystości (siłę uciągu) równą wielkości sile tarcia.

Zatem, Mierząc siłę, z jaką dynamometr działa na ciało podczas jego ruchu jednostajnego, mierzymy siłę tarcia.

Jeśli na klocek obciążymy np. ciężarek i zmierzymy siłę tarcia w sposób opisany powyżej, okaże się, że jest ona większa od siły tarcia zmierzonej bez obciążenia.

Im większa siła dociskająca ciało do powierzchni, tym większa powstaje siła tarcia.

Umieszczając klocek drewna na okrągłych patykach, można zmierzyć siłę tarcia tocznego. Okazuje się, że jest ona mniejsza niż siła tarcia ślizgowego.

Zatem, przy równych obciążeniach siła tarcia tocznego jest zawsze mniejsza niż siła tarcia ślizgowego . Dlatego już w starożytności ludzie używali rolek do ciągnięcia dużych ładunków, a później zaczęto używać koła.

Tarcie spoczynkowe.

Tarcie spoczynkowe.

Zapoznaliśmy się z siłą tarcia, która powstaje, gdy jedno ciało porusza się po powierzchni drugiego. Ale czy można mówić o sile tarcia stykających się ciał stałych, jeśli są one w spoczynku?

Kiedy ciało spoczywa na pochyłej płaszczyźnie, utrzymuje się na nim siła tarcia. Rzeczywiście, gdyby nie było tarcia, ciało zsuwałoby się po pochyłej płaszczyźnie pod wpływem grawitacji. Rozważmy przypadek, gdy ciało znajduje się w spoczynku na płaszczyźnie poziomej. Na przykład na podłodze znajduje się szafa. Spróbujmy to przenieść. Jeśli delikatnie dociśniesz obudowę, nie drgnie. Dlaczego? Siła działająca w tym przypadku jest równoważona przez siłę tarcia pomiędzy podłogą a nogami szafy. Ponieważ siła ta istnieje pomiędzy ciałami w spoczynku względem siebie, siłę tę nazywa się siłą tarcia statycznego.

W przyrodzie i technologii tarcie ma ogromne znaczenie. Tarcie może być korzystne i szkodliwe. Kiedy jest to przydatne, starają się to zwiększyć, kiedy jest szkodliwe, starają się to zmniejszyć.

Bez tarcia statycznego ani ludzie, ani zwierzęta nie mogliby chodzić po ziemi, ponieważ chodząc odpychamy się od ziemi. Gdy tarcie między podeszwą buta a podłożem (lub lodem) jest małe, np. na oblodzonej nawierzchni, bardzo trudno jest odbić się od podłoża, stopy się ślizgają. Aby zapobiec ślizganiu się stóp, chodniki posypuje się piaskiem. Zwiększa to siłę tarcia pomiędzy podeszwą buta a lodem.

Bez tarcia przedmioty wyślizgiwałyby się z rąk.

Siła tarcia zatrzymuje samochód podczas hamowania, ale bez tarcia nie byłby w stanie stać w miejscu, wpadałby w poślizg. Aby zwiększyć tarcie, powierzchnia opon samochodowych jest wykonana z żebrowanych występów. Zimą, gdy droga jest szczególnie śliska, posypuje się ją piaskiem i oczyszcza z lodu.

Wiele roślin i zwierząt ma różne narządy służące do chwytania (czuchy roślin, trąby słoni, chwytne ogony zwierząt wspinających się). Wszystkie mają chropowatą powierzchnię, która zwiększa tarcie.

Wstawić. Wkładki wykonane są z metale twarde- brąz, żeliwo lub stal. Ich wewnętrzna powierzchnia pokryta jest specjalnymi materiałami, najczęściej babbitem (stopem ołowiu lub cyny z innymi metalami) i smarowana. Nazywa się łożyska, w których wał ślizga się po powierzchni tulei podczas obrotu łożyska ślizgowe.

Wiemy, że siła tarcia tocznego pod tym samym obciążeniem jest znacznie mniejsza niż siła tarcia ślizgowego. Na tym zjawisku opiera się zastosowanie łożysk kulkowych i wałeczkowych. W takich łożyskach wał obrotowy nie ślizga się po nieruchomej panewce łożyska, ale toczy się po niej na stalowych kulkach lub rolkach.

Budowę najprostszych łożysk kulkowych i wałeczkowych pokazano na rysunku. Na wale osadzony jest pierścień wewnętrzny łożyska, wykonany z litej stali. Pierścień zewnętrzny jest zamocowany w korpusie maszyny. Kiedy wał się obraca, pierścień wewnętrzny toczy się po kulkach lub rolkach umieszczonych pomiędzy pierścieniami. Wymiana łożysk ślizgowych w maszynie na łożyska kulkowe lub wałeczkowe może zmniejszyć siłę tarcia 20-30 razy.

Łożyska kulkowe i wałeczkowe znajdują zastosowanie w różnorodnych maszynach: samochodach, tokarkach, silnikach elektrycznych, rowerach itp. Bez łożysk (wykorzystują siłę tarcia) nie sposób sobie wyobrazić nowoczesny przemysł i transportu.

Czarter transportu wodnego śródlądowego wymaga obowiązkowego określenia i wskazania w liście przewozowym przesyłki towarowej przy przyjęciu jej do przewozu. Jest to konieczne, aby dokładnie określić, jaka ilość ładunku została przyjęta i musi zostać dostarczona do odbiorcy, co pozwala ustalić odpowiedzialność transportu za bezpieczeństwo przewozu, prawidłowo obliczyć opłaty frachtowe, racjonalnie wykorzystać nośność statków i nośność magazynów, a także ilościowe rozliczenie zrealizowanych transportów.

Metody określania masy przesyłki

Aby zapewnić brak swobody w rozstrzyganiu tej kwestii, art. 64-66 „Karty żeglugi śródlądowej” określają tryb i metody ustalania masy przesyłki ładunkowej.

Zgodnie ze standardami wszystkie metody są podzielone na 3 grupy:

• określenie masy przesyłki poprzez ważenie;
• metody obliczeniowe;
• na żądanie nadawcy.

Na wybór metody wpływa wiele czynników:

• rodzaj ładunku;
• rodzaj kontenera;
• sposób transportu;
• należący do nabrzeża, gdzie ładunek jest przyjęty do transportu.

Należy zaznaczyć, że przy wyborze metody należy kierować się podstawową zasadą: wagę przesyłki należy ustalić w taki sam sposób, w jaki można ją ustalić w miejscu przeznaczenia lub przeładunku z jednego rodzaju transportu na drugi. Wynika to z dwóch czynników.

Po pierwsze, metoda określania masy przesyłki w miejscu wyjazdu i w miejscu przeznaczenia musi być taka sama. Tylko pod tym warunkiem można ocenić obecność lub brak częściowej utraty ładunku w transporcie, ponieważ różne drogi oznaczenia masy mogą nie dać identycznych wyników, co będzie skutkować roszczeniami ze strony właściciela ładunku.

Po drugie, port wyjścia wybiera metodę w oparciu o możliwości techniczne portu docelowego. Decyduje o tym fakt, że porty docelowe mają z reguły charakter peryferyjny i ich możliwości techniczne są mniejsze od możliwości technicznych portów wyjścia.

Określanie masy przesyłki poprzez ważenie

Ważenie- najdokładniejszy i najdroższy sposób określenia masy przesyłki towarowej, wydłużający czas przestoju floty o 15-20%. Zgodnie z art. 50 UVVT, do określenia masy ładunku na nabrzeżach ogólnych i nieogólnych powszechne zastosowanie na burcie statku oraz przy windach - w łańcuchu mechanizacji operacji przeładunkowych musi być zainstalowana wymagana liczba wag.

Metodę tę stosuje się we wszystkich przypadkach przewozu ładunków zbożowych (z wyjątkiem przewożonych w standardowych kontenerach), soli przewożonej luzem, węgla i innych ładunków masowych, przy przewozie mas, gdy zachodzi wątpliwość prawidłowości, a także w niektórych innych przypadkach. Masę przesyłki towarowej ustala się poprzez ważenie we wszystkich przypadkach, jeżeli załadunek odbywa się na nabrzeżach niepublicznych, oraz przez port, jeżeli ładunek jest odbierany i ładowany na nabrzeżach publicznych.

Organizacje transportowe mają prawo (art. 65 UVVT) sprawdzić masę ładunku określoną przez nadawcę. W przypadku przyjęcia ładunku do przewozu, który następnie należy przenieść na inny pojazd po sprawdzeniu wagi, wówczas prawo to przechodzi na przewoźnika.

Do ważenia można stosować wagi różnego rodzaju: towarowe, samochodowe, wagonowe, bunkrowe. Wybór wag dla każdej nabrzeża zależy od wyposażenia technicznego i zasad transportu. Liczbę wag dla każdej nabrzeża określa się na podstawie obliczeń w zależności od ich wydajności. Dopuszczalny błąd ważenia nie powinien przekraczać 0,1%.

Należy pamiętać, że przy ustalaniu masy ładunku poprzez ważenie należy kierować się podstawową zasadą: wagi w punkcie wyjścia i przeznaczenia muszą być tego samego typu. Wynika to z faktu, że różne typy wag dają różne błędy.

Ponieważ ważenie jest metodą pracochłonną i kosztowną, w praktyce coraz częściej stosuje się metody obliczeniowe służące do określenia masy ładunku.

Określenie masy przesyłki na podstawie standardowej masy poszczególnych opakowań

Do 1956 roku masę przesyłki ustalano dla wszystkich ładunków jedynie poprzez ważenie. Od 1956 roku prowadzono prace nad standaryzacją opakowań i dlatego niektóre rodzaje produktów produkowane są w opakowaniach o standardowej gramaturze (cukier, mąka, płatki zbożowe itp.). Zgodnie z art. 65 Regulaminu transportu lotniczego ładunek w opakowaniu standardowym nie jest ważony w momencie przyjęcia do przewozu. Masę przesyłki ustala się jako iloczyn masy jednej sztuki ładunku i liczby sztuk.

Q n = N n q cm, kg,

gdzie Q n jest masą przesyłki ładunkowej, kg;
N n – liczba miejsc w przesyłce, jednostki;
q cm — standardowa waga jednej sztuki ładunku, kg;
Na fakturze dokonuje się wpisu: „Według normy”.

Według szablonu lub niestandardowej wagi poszczególnych sztuk ładunku

W przypadku przewozu ładunku w niestandardowych kontenerach (obuwie, odzież, sprzęt, maszyny itp.) masę przesyłki ładunkowej ustala się jako sumę mas poszczególnych pozycji.

Q n = ∑ q ja tr. , kg,

gdzie q i tr. - ciężar każdej sztuki nanoszony jest farbą bezpośrednio na kontener lub na różne przywieszki przymocowane do każdej sztuki ładunku.

W dokumentach przewozowych w kolumnie „nazwa ładunku” podawany jest wykaz towarów i podana jest ich waga, następnie sumowana jest masa całkowita i zapisywana w kolumnie „masa partii” z dopiskiem „Wg szablonu” jest zrobione.

Według umownej wagi poszczególnych opakowań

Masa określonego ładunku (samochody, meble, zwierzęta, rośliny itp.) jest przyjmowana do przewozu bez ważenia według umownej wagi poszczególnych pozycji ładunku. Wynika to z faktu, że niewskazane jest ustalanie rzeczywistej masy tej kategorii ładunków ze względu na ich stosunkowo małą masę przy znacznej objętości zajmowanej, a także ze względu na fakt, że ich masa zmniejsza się w trakcie transportu (zwierzęta).

Waga nominalna jest większa od wagi rzeczywistej i tym samym umożliwia uzyskanie podwyższonych stawek frachtowych odpowiadających rzeczywistym kosztom przewozu tych towarów.

Aby nie doszło do dowolności przy ustalaniu masy przesyłki tą metodą, masę warunkową określa się i zatwierdza w załączniku nr 5 cennika 14-01. Wzór na określenie masy przesyłki:

Q n = n · q arb. , kg,

gdzie q konw. — masa jednej sztuki, kg;
n — liczba miejsc, jednostki;
„Warunkowo” jest zapisane w dokumentach przewozowych.

Określanie masy przesyłki poprzez pomiar stosów

Na podstawie wielkości i średniej gęstości (masy objętościowej) określa się masę ładunku masowego i drewna. W wyniku pomiaru stosu uzyskuje się objętość stosu. Pomiarów można dokonywać zarówno na lądzie, jak i w ładowni statku. Masę wyznacza się mnożąc objętość stosu zmierzoną w wyniku pomiaru przez jego masę objętościową.

Q n = V γ, kg,

gdzie γ jest gęstością ładunku, t/m 3 ;
V to objętość stosu, m3.

Przeliczenie miar objętościowych na masy dla poszczególnych rodzajów ładunków podane jest w Załączniku nr 6 cennika 14-01.

Przy określaniu masy ładunku drewna 1 m3 gęstego drewna przyjmuje się jako miarę objętościową drewna okrągłego i tarcicy, a złożony metr sześcienny przyjmuje się jako miarę objętościową bilansów kopalni i drewna opałowego.

Jeżeli objętość ładunku drewna określa się w gęstym drewnie, wówczas ich masę określa się według wzoru:

Q p = γ pl · V pl. , T,

gdzie γpl jest gęstością gęstego drewna t/m 3;
Vpl - objętość gęstego drewna, m3.

Jeżeli objętość ładunku drewna zostanie ustalona w mierze złożonej, wówczas ich masę określi się według wzoru:

Q p = K skl: γ pl V skl, t,

gdzie Kcl = 0,64 jest przelicznikiem metrów sześciennych złożonych na metry sześcienne gęstego drewna;
V cl - złożona objętość drewna, m 3.

Jeżeli drewno surowe i opałowe, spławione w trakcie bieżącej żeglugi i załadowane na statek z wody, do przewozu przedstawia się drewno okrągłe i tarcicę po pierwszym październiku poprzedniego roku.

Przy transporcie piasku i mieszanki piaskowo-żwirowej statkami przystosowanymi do hydromechanizowanego załadunku i rozładunku masę ustala się na podstawie średniej wysokości niewypełnionej części bunkra; dokonuje się dziesięciu pomiarów od krawędzi leja samowyładowczego do powierzchni ładunku (h i) wzdłuż każdej strony w równych odstępach:

h z р = 20 Σ h ja ja - l 20, m

Następnie można określić wysokość ładunku i jego objętość.

godz r = godz σ - godz średnio, m,

gdzie h σ jest wysokością leja zasypowego;
h r — wysokość ładunku, m;
W tradycyjnych dokumentach w kolumnie „sposób określania masy” zapisano „Poprzez pomiar stosów”.

Według zanurzenia statku

Metodą tą określa się masę ładunku masowego i masowego (z wyjątkiem zboża, którego masę określa się poprzez ważenie). W tym przypadku stosuje się dwie metody wyznaczania masy: według tabeli wielkości ładunku lub skali obciążenia oraz obliczoną.

W tym celu określa się średnie zanurzenie statku. Pomiarów zanurzenia dokonuje się w sześciu punktach: trzech na lewej burcie (dziób, środek, rufa) i trzech na prawej burcie. Średnie zanurzenie określa się według wzoru:

T s r = T n l. b + 2 T s r l. b + T k l. b + T n p. b + 2 T s r p. b + T k p. b 8, m

gdzie Tn, Tav, Tk to odpowiednio zanurzenie dziobu, środka i rufy dla lewej i prawej strony, m.

W celu dokładniejszego określenia masy przesyłki ładunkowej podwaja się zanurzenie środkowej części statku, w której znajduje się najwięcej ładunku.

Na podstawie średniego zanurzenia statku załadowanego i niezaładowanego, masę załadowanego ładunku określa się za pomocą tabeli wielkości ładunku lub skali ładunkowej.

Masa przesyłki Q n będzie równa:

Q n = Q 2 – Q 1, t,

Gdzie Q 2 i Q 1 to obciążenie statku, załadowanego i pustego, t;
T 0, T gr — wartości rejestracyjne osadu, m;
₸ 0, ₸ gr - średnia wartość osadu, m;
Q p – nośność rejestrowa, t;
W tym przypadku wartość Q 1 > 0 wskazuje, że statek może posiadać balast, paliwo, zapasy woda pitna itp.

Jeżeli na statku znajduje się waga ładunkowa, wówczas na jej podstawie określa się masę ładunku.

Skala obciążenia jest cechą paszportową statku i jest prezentowana w formie tabeli.

W przypadku, gdy statek nie posiada tabeli wielkości ładunku ani skali ładunkowej, masę partii można określić w drodze obliczeń. Podstawą obliczenia masy załadowanego (wyładowanego) ładunku na podstawie zanurzenia statku jest zasada różnicy wyporności statku załadowanego i nieobciążonego.

Q n = D gr – D o, t,

gdzie D gr, D o - przemieszczenie w stanie załadowanym i pustym, tj.

Wyporność statku określa się ze wzoru:

re do = γδ L BT, m,

gdzie L jest długością statku, m;
B to szerokość statku, m;
T – zanurzenie statku, m;
δ – współczynnik kompletności wyporności definiowany jest jako stosunek objętości części podwodnej statku do objętości równoległościanu opisującego część podwodną statku;

γ – gęstość wody, t/m3;
γ = 1- dla wody słodkiej;
γ = 1,003-1,031 - dla wody słonej (różni się w zależności od basenu morskiego).

Na tej podstawie masa przesyłki towarowej będzie równa:

Q n = δγ LB (T gr – T 0), tj.

Wzór ten obowiązuje przy wyznaczaniu masy ładunku przewożonego w zbiorniku o tej samej gęstości wody statkami o niezmiennych wysokościach lub przy pełnym obciążeniu statku. We względnych przypadkach należy uwzględnić zmianę współczynnika wyporności i gęstości wody. Wtedy formuła przyjmie postać:

Q n = LB (δ gr γ 2 T gr – δ o γ 1 T 0), t,

gdzie δ gr, δ o to współczynniki przemieszczenia przy obciążeniu i pustym;
γ 2, γ 1 – gęstość wody w miejscu załadunku i rozładunku, t/m 3.

Przy ustalaniu masy ładunku według zanurzenia należy wziąć pod uwagę zmiany w zapasach paliwa, balastu, wody pitnej itp. podczas operacji przeładunkowych. Formuła będzie następująca:

Q n = (D gr - ∑q gr) – (D 0 - ∑q 0), t,

gdzie ∑q gr, ∑q 0 to wielkość zapasów paliwa, wody pitnej i balastu przed i po załadunku.

Przy określaniu masy ładunku na podstawie zanurzenia statku najbardziej pracochłonnym i nie zawsze wystarczająco dokładnym procesem jest pomiar zanurzenia (fal) statku.

W dokumentach przewozowych jest napisane: „Przez projekt”.

Wyznaczanie masy przesyłki zawierającej ładunki przewożone luzem statkami

Wagę przesyłki można określić na trzy sposoby:

• zgodnie z tabelami wzorcowymi zbiorników przybrzeżnych;
• poprzez obliczenia;
• zgodnie z tabelami ładunkowymi statków.

Pierwsza metoda jest najprostsza. Wysokość odpływu w zbiorniku określa się przed i po załadunku, dla każdego z nich objętości wyznacza się za pomocą tabel kalibracyjnych, których różnica da objętość ładunku załadowanego na statek. Wówczas masa przesyłki towarowej będzie równa:

Q n = V n γ n, t,

V n - objętość produktu naftowego, m 3;
γ n to gęstość produktu naftowego, t/m3.

W przypadku braku tabel kalibracyjnych dla przybrzeżnych zbiorników cylindrycznych masę produktów naftowych można obliczyć w drodze obliczeń:

Q n = πR 2 hγ n, t,

gdzie R jest promieniem zbiornika, m;
h – wysokość napełnienia, m;
γ n to gęstość produktu naftowego, t/m3.

Metodę tę stosuje się w przypadkach, gdy odległość od zbiorników przybrzeżnych nie przekracza 2 km; jeśli jest więcej niż 2 km, wówczas zabrania się stosowania tej metody (straty w rurociągach).

W przypadku braku tabel kalibracyjnych dla zbiorników lądowych lub gdy zbiorniki te znajdują się w odległości większej niż 2 km od statku, masę przesyłki ładunkowej można określić na podstawie tabel ładunkowych statku.

Istota metody jest następująca: wysokość napełnienia mierzy się we wszystkich zbiornikach statku przed i po załadunku, następnie określa się objętość w każdym zbiorniku, mnoży się przez gęstość odpowiedniego ładunku, a otrzymane wartości są podsumował. W ten sposób obliczana jest całkowita masa ładunku załadowanego na statek.

Określenie masy przesyłki na żądanie nadawcy

Jest to najprostsza ze wszystkich metod. Służy do określenia masy ładunku masowego o małej wartości.

Za prawidłowe określenie masy przesyłki odpowiada nadawca. W miejscu docelowym ładunek jest wydawany bez sprawdzania wagi. Należy jednak zwrócić uwagę na następujące punkty:

• jeżeli nadawca błędnie podał wagę ładunku, to zgodnie z art. 198 UVVT, pobierana jest od niego kara według taryfy (w wysokości dwukrotności opłaty przewoźnej naliczonej za nieokreśloną ilość ładunku). Dodatkowo za nieokreśloną ilość ładunku naliczane są opłaty frachtowe;
• Jeżeli wypadek nastąpi na skutek błędnie określonej masy, to oprócz powyższych opłat właściciel ładunku pokrywa wszelkie koszty usunięcia wypadku.

W dokumentach przewozowych zapisano: „Na żądanie nadawcy”.

Sugerowane czytanie:

Pytania:

1. Kto zapewnia ważenie ładunku?

2. Opisywać metody wyznaczania masy ładunku za pomocą szablonu, wzorca, obliczeń, pomiarów.

3. Jak wyznacza się masę ładunku płynnego?

4. Czy przewoźnik ma prawo sprawdzić wagę ładunku? Odpowiedzialność nadawcy za zniekształcenie informacji o ładunku na liście przewozowym?

Literatura:

1. Perepon V.P. „Organizacja transportu ładunków”. Trasa 2003 (strona 131)

2. Karta kolei transport Federacji Rosyjskiej. M. Transport 2003

3. Zasady przewozu towarów. M. 2003

Zgłaszając towar do przewozu, nadawca wskazuje w liście przewozowym jego wagę i maksymalny błąd jej pomiaru, a przy przedstawianiu towaru w kontenerach i sztukach także liczbę opakowań. Wartość błędu maksymalnego podana jest w kolumnie „Metoda wyznaczania masy”. Nie wskazano maksymalnego błędu pomiaru przy wyznaczaniu masy ładunku metodą pomiaru za pomocą szablonu lub wzorca.

« Artykuł 26. Zgłaszając towar do przewozu, spedytor ma obowiązek podać w liście przewozowym transportu kolejowego jego wagę, a przy przedstawianiu towaru w kontenerach i sztukach także liczbę sztuk ładunku.

Zgłaszając bagaż towarowy do przewozu, nadawca musi we wniosku podać jego wagę i liczbę sztuk.

Określenie masy ładunku, bagażu towarowego, którego załadunek do pełnej pojemności wagonów, kontenerów może wiązać się z przekroczeniem ich dopuszczalnej ładowności, przeprowadza się wyłącznie poprzez ważenie. W tym przypadku określenie masy towaru przewożonego luzem odbywa się poprzez ważenie na wadze przewozowej.

Ważenie ładunku i bagażu towarowego zapewnia:

- przez przewoźników, gdy zapewniają załadunek i rozładunek w miejscach publicznych;

- spedytorzy (nadawcy), odbiorcy (odbiorcy), gdy zapewniają załadunek i rozładunek w miejscach publicznych i niepublicznych oraz na niepublicznych torach kolejowych. Za ważenie ładunku i bagażu ładunkowego przeprowadzane przez przewoźnika płaci nadawca (nadawca), odbiorca (odbiorca) zgodnie z umową.” Masę towaru przewożonego w kontenerach ustala w każdym przypadku spedytor.

Określenie masy przewożonego towaru można przeprowadzić na różne sposoby: poprzez ważenie na wagach towarowych, wagonowych i windowych, metodą szablonową, wzorcową, obliczeniową i pomiarową. Określenie masy ładunku według szablonu, zgodnie z normą, metodą obliczeniową, pomiarową przeprowadza wyłącznie spedytor.

Całkowita masa ładunku wg szablon ustala się poprzez zsumowanie masy wskazanej na każdym opakowaniu wg standard - całkowitą masę netto ładunku metodą „standardową” ustala się poprzez pomnożenie liczby sztuk przez masę brutto jednej sztuki ładunku.

Według obliczeń Wskazane jest określenie masy wyrobów o tej samej masie przypadającej na sztukę lub metr bieżący.

Według rozmiaru Masę ładunku o stosunkowo małej masie objętościowej można wyznaczyć mnożąc objętość części nadwozia wypełnionej ładunkiem przez jej masę objętościową.

Niedopuszczalne jest ustalanie masy ładunku poprzez pomiar ładunku lub obliczenia, jeżeli jego załadunek do pełnej pojemności wagonów lub kontenerów może wiązać się z przekroczeniem dopuszczalnej ładowności wagonów i różnicy pomiędzy maksymalną masą brutto a tarą pojemnik.

Podczas przewozu ładunku ze zdejmowanym wyposażeniem i elementami mocującymi, a także materiałami do izolacji samochodów, które są wyjmowane z samochodu po dostarczeniu ładunku i wydawane odbiorcy wraz z ładunkiem, masa określonych urządzeń i materiałów jest wliczona w cenę masę ładunku oraz te, które nie zostały wydane odbiorcy, wlicza się do masy kontenera wagonu. Masę wyposażenia stałego wlicza się do masy własnej samochodu.

Wyznaczanie masy ładunku, transportowany luzem w zbiornikach , odbywa się poprzez ważenie, pomiar dynamiczny (przeliczniki masowe i objętościowe, przeliczniki gęstości liniowe) lub poprzez obliczenia polegające na pomiarze wysokości załadunku i objętości załadowanego ładunku przez nadawcę w oparciu o wykorzystanie tablic wzorcowych cystern kolejowych. Nadawca ma także obowiązek wskazać w liście przewozowym pod nazwą ładunku wysokość zapełnienia, temperaturę ładunku w zbiorniku oraz gęstość produktu.

Sposób ustalenia masy ładunku oraz osoba, która ustaliła masę ładunku, wskazano w odpowiednich kolumnach listu przewozowego.

Wyniki ważenia ładunku dokonanego przez przewoźnika na wagach przewozowych i towarowych odnotowuje się odpowiednio w Księdze przeważeń (formularze GU-36 i GU-107).

« Artykuł 27. Przewoźnik ma prawo sprawdzić prawidłowość wagi ładunku, bagażu towarowego i innych informacji podanych przez nadawcę (nadawcę) w kolejowych listach przewozowych (wnioskach o przewóz bagażu towarowego).

Za zniekształcenie nazw ładunków, bagażu towarowego, znaków specjalnych, informacji o ładunku, bagażu towarowym, ich właściwości, w wyniku czego koszty przewozu ulegają obniżeniu lub mogą zaistnieć okoliczności mające wpływ na bezpieczeństwo ruchu i funkcjonowanie transportu kolejowego, jak a także za wysyłanie przedmiotów zabronionych w transporcie kolejąładunek, bagaż towarowy, nadawcy (nadawcy) ponoszą odpowiedzialność zgodnie z art. 98 i 111 Karty.”

Bezbłędny pomiar i terminowa rejestracja cech wagowo-gabarytowych (WDC) ładunku na różnych etapach jego przetwarzania są niezwykle ważne dla wysoce wydajnego funkcjonowania każdego magazynu. VGKh stanowią podstawę do obliczenia tak ważnych parametrów jak np. optymalne wykorzystanie powierzchni magazynowej, maksymalne obciążenie Pojazd(TS) i co najważniejsze bezbłędne fakturowanie za transport przez firmy transportowe. Zaniedbanie tych informacji lub błędy na etapie pomiaru mogą skutkować wzrostem kosztów operacyjnych lub utratą zysków.

Zalety stosowania automatycznych systemów pomiarowych VGC

Zautomatyzowane systemy pomiarowe (AMI) do pomiaru ładunków różnią się wielkością mierzonych ładunków, przepustowością, opcjami instalacji i mogą umożliwiać pomiar ładunku statycznie lub podczas przemieszczania się wzdłuż przenośnika.

Potencjalnymi klientami AIS VGH są logistyka i firmy transportowe, centra dystrybucyjne, magazyny bezpiecznego składowania, dystrybutorzy, operatorzy 3PL i 4PL oraz producenci towarów ponadgabarytowych.

Rozważmy bardziej szczegółowo główne stosowane problemy logistyczne i magazynowe rozwiązywane za pomocą ładunków statycznych, dynamicznych i portalowych AIS VGH.

Zazwyczaj kwestia modernizacji magazynów pojawia się, gdy konieczne jest zwiększenie ich przepustowości bez wykorzystywania dodatkowej powierzchni. Modernizacja magazynów za pomocą zautomatyzowanych systemów precyzyjnych procesów, takich jak pomiary VHC, a także linii przenośnikowych i sortujących, może znacznie zwiększyć pojemność magazynu.

Automatyczne systemy rejestracji chemii wody i gazu w obszarze odbiorów pozwalają na:

• natychmiastowa identyfikacja ładunku;
• pozbyć się ręcznego wprowadzania danych, co zwiększa ogólną produktywność;
• zautomatyzować proces fakturowania;
• pozbądź się różnych błędów operacyjnych, w tym problemów z kradzieżą.

Określenie niedoinwestowania i nadmiaru towaru w obszarze wysyłki odbywa się poprzez porównanie rzeczywistej objętości i wagi wysyłanego towaru z jego analogami programowymi. Pełna zgodność zamówienia z towarem wysłanym do klienta jest jednym z priorytetów firm działających w obszarze intralogistyki i pozwala im zachować reputację rzetelnego dostawcy.

Łączne wykorzystanie AIS VGH i możliwości analitycznych systemów zarządzania magazynem (Warehouse Management System, WMS) w magazynie pozwala na:

• zapewnić optymalny obrót ładunków;
• zoptymalizuj zapełnienie pojazdu, wyeliminuj jego przeciążenie i zaplanuj bezpieczny transport ładunków ponadgabarytowych;
• zwiększyć powierzchnię użytkową magazynu (np. w celu rozładunku powierzchni magazynowych wskazane jest przede wszystkim usunięcie ładunku wielkogabarytowego);
• zoptymalizować składowanie (aby wykluczyć np. zgniatanie i zawieszanie ładunku na paletach itp.).

Ponadto klient systemu otrzymuje wizualną prezentację ładunku z magazynu online, w tym towarów przychodzących/wychodzących oraz załadunku każdego pojazdu.

Przegląd systemów automatycznego pomiaru charakterystyki wodno-gazowej ładunku

AIS VGH różnią się w zależności od wielkości i kształtu ładunku, na przykład: tylko przedmioty sześcienne; paleta; obiekty o dowolnym kształcie (stół).

Gama modeli systemów mieści się w szerokim przedziale cenowym, a obecność opcji dodatkowych i szeroki wybór opcji montażu (sufit, ściana, konstrukcja wolnostojąca, mobilna) pozwalają wybrać rozwiązanie dla każdego problemu logistycznego. Rozważmy szczegółowo możliwości AIS VGH przedstawione w tabeli.

Pomiar obciążenia statycznego

Sensotec VolumeOne (Rosja)

Ryż. 1. Sensotec, tom pierwszy

Przemysłowy system SENSOTEC VolumeOne (rys. 1) sprawdził się jako system do stabilnego pomiaru VGC ładunków sześciennych. W obecnej sytuacji gospodarczej kraju następuje przesunięcie akcentów w kierunku Produkcja rosyjska pozwoliło mu zająć niszę najbardziej budżetowego rozwiązania na rodzimym rynku.

SENSOTEC VolumeOne jest przeznaczony do ręcznego przyjmowania ładunków i można go łatwo zintegrować z analitycznymi systemami kontroli. Nadawca umieszcza ładunek na stole pomiarowym, a system automatycznie odczytuje kod kreskowy, przetwarza go, a system automatycznie przetwarza i przesyła otrzymane dane do systemu WMS. System zbiera następujące dane analityczne: całkowitą liczbę pomiarów; liczba błędnych pomiarów; harmonogram obciążenia systemu w ciągu dnia; określony czas na pomiary; wydajność itp. Podłączenie odbywa się poprzez RS-232, zasilanie odbywa się z sieci 220 V lub z akumulatora (12 V).

Dodatkowe moduły i możliwości SENSOTEC VolumeOne:

• Port I/O do podłączenia drukarki etykiet;
• bezprzewodowe połączenie czytnika kodów kreskowych (Bluetooth);
• kolorowy panel HMI do pracy autonomicznej;
• wyświetlanie informacji o stanie naładowania baterii;
• sygnalizacja stanu pracy systemu;
• alarm dźwiękowy informujący o przeciążeniu systemu.

Obecnie głównymi odbiorcami systemu są sklepy online, hurtownie i sklepy detaliczne, firmy transportowe, usługi spedycyjne i kurierskie.

Ryż. 2. ExpressCube 165R

ExpressCube 165R/265R, ExpressCube 480R (Kanada)

Systemy ExpressCube 165R (rys. 2) sprawdziły się wśród opłacalnych rozwiązań do pomiaru VGC obiektów o małej kubaturze. Tryby pracy - poprzez lokalny system sterowania (kontroler ExpressCube) oraz zewnętrzny komputer PC, co pozwala na integrację ExpressCube z istniejącym systemem WMS.

Dodatkowe parametry techniczne:

• czas pomiaru - 2 s;
• zasada pomiaru - fotoelektryka;
• połączenie - USB, szeregowe (RS-232, RS-422);
• wizualizacja wyników - ekran LCD (opcjonalnie);
• moc - 95–250 V AC, 50–60 Hz;
• zakres temperatur pracy –10…+40°C.

APACHE Parcel 510/520 Static (Niemcy)

Systemy statyczne APACHE Parcel 510/520 firmy AKL-tec charakteryzują się średnią przepustowością do 500 jednostek ładunku na godzinę i dostarczają za naciśnięciem jednego przycisku wszystkich niezbędnych danych do obliczeń frachtowych lub dokumentacji transportowej. Każdy system składa się ze skanera laserowego do oznaczania VGC, wytrzymałego statycznego systemu ważenia i ręcznych czytników kodów kreskowych, a wszystko to umieszczone jest w wytrzymałej obudowie mechanicznej.

Zasada działania systemów jest następująca. Głowica skanująca zamontowana na osi liniowej z wbudowaną funkcją oceny porusza się po nieruchomym obiekcie, mierzy go, tworzy płaszczyznę skanowania i dzięki liniowemu ruchowi wzdłuż obiektu uzyskuje jego trójwymiarowy model i podaje informację o długości , wysokość i szerokość ładunku w kształcie sześcianu. Pozwala to wiarygodnie określić wymiary ładunku o wymiarach co najmniej 50×50×50 mm.

Zasada działania zastosowana w systemie zapewnia jego wysoką niezawodność. Na przykład odchylenie od poziomu o ±5° nie spowoduje błędnych odczytów. Cały proces pomiaru rozpoczyna się w momencie zeskanowania kodu kreskowego na przedmiocie. Gdy ręczny skaner odczyta prawidłowy kod, system wykorzystuje wynik ważenia do sterowania osią liniową i pomiaru objętości obiektu.

Systemy APACHE mogą być wyposażone w jeden skaner (510 Static) do pomiaru obiektów sześciennych lub dwa skanery (520 Static) do pomiaru obiektów o nieregularnych kształtach.

Integracja odbywa się poprzez moduł oprogramowania AKL APACHE Cubidata. Kompaktowy sterownik obsługuje interfejsy RS-232, TCP/IP, ODBC, XML itp.

Dynamiczny pomiar obciążenia

Kontroler przenośnika APACHE, przenośnik paczek i przenośnik APACHE

Systemy przenośnikowe do pomiaru wymiarów i masy AKL-tec (Niemcy) określają pojemność i objętość opakowań o dowolnym kształcie w ruchu, bez zatrzymywania przenośnika. Dodatkowa funkcja APACHE umożliwia także wykonanie zdjęć obiektu. Gdy obiekt się porusza, tworzony jest jego pełny obraz 3D, który jest wykorzystywany przez system wykrywania objętości (VMS), a także służy do określania innych kluczowych cech ładunków, takich jak ich długość, szerokość, wysokość i rzeczywista objętość.

Istnieje możliwość wyposażenia systemów :

• jeden skaner laserowy z widzialnym światłem czerwonym 650 nm (APACHE Parcel Conveyor Checker) do pomiaru wyłącznie obiektów prostopadłościennych;
• dwa skanery (APACHE Parcel Conveyor) do pomiaru obiektów o dowolnych kształtach;
• dwa skanery na podczerwień do pomiaru ładunku na paletach (APACHE Conveyor).

Identyfikacja ładunku odbywa się poprzez ręczny lub automatyczny odczyt kodów kreskowych, a także za pomocą transponderów (RFID) lub bezpośredniego połączenia z systemem sterowania przenośnikiem.

Po dokonaniu pomiaru i rejestracji przez system APACHE, uzyskane dane przekazywane są do analitycznych systemów zarządzania magazynem w celu dalszego przetwarzania poprzez odpowiednie interfejsy. Czy rejestrowanie danych jest ciągłe przy prędkości ładowania? 2 m/s (przenośnik sprawdzający APACHE) i? 3 m/s (przenośnik paczek APACHE). Integracja - ze standardowymi przenośnikami paletowymi, systemami przenośników ciągłych montowanymi na podłodze z wykorzystaniem platformowych wózków widłowych o niskim udźwigu.

Bramowe systemy pomiaru ładunku

Portal APACHE

Ryż. 3. Pomiar VGC z wykorzystaniem systemu ruchomego Apache Portal

System APACHE Portal to stacja kontroli ładunków wyposażona w możliwość pomiaru objętości, ważenia i fotografowania. System dostępny jest w wersji stacjonarnej (Portal APACHE), mobilnej (Apache Portal ruchomy, rys. 3) lub w wersji MULTI-STREFOWEJ (można dowolnie wybierać strefy pomiarowe, a obciążenia na nich można przetwarzać niezależnie od siebie) ).

Zasada działania jest następująca. Ładunek do punktu kontrolnego przemieszczany jest za pomocą wózka widłowego, paletowego lub elektronicznego wózka widłowego. Następnie ładunek umieszczany jest na platformie wagowej, gdzie jest poddawany złożone pomiary System APACHE Portal dzięki dwóm skanerom podczerwieni zainstalowanym nad ładunkiem, poruszającym się po dwóch prowadnicach liniowych. Ruch jest monitorowany za pomocą przyrostowego czujnika przemieszczenia. Skanowanie bez szczelin odbywa się w całym procesie. VGC obiektu i jego zdjęcia są automatycznie wyświetlane, zapisywane i dokumentowane. Można mierzyć wyłącznie obiekty nieprzezroczyste i o stałym rozmiarze/stałym kształcie.

Szerokie możliwości montażu (konstrukcja sufitowa, naścienna lub wolnostojąca), łatwość obsługi oraz dostępność dodatkowych modułów oprogramowania i sprzętu, a także specjalnie zaprojektowane interfejsy dla systemów zewnętrznych, gwarantują udaną integrację Portalu APACHE z każdym magazynem system zarządzania (WMS).