Cronologia dei goniometri, parti, funzionamento, usi, tipi

Lui goniometro È il dispositivo utilizzato per misurare gli angoli formati da due visioni. Il nome proviene da due parole greche: Gonios, il che significa angolo e metri, In riferimento alla misurazione. Da lì deriva anche la goniometria, che è la scienza della misurazione degli angoli.

Le quantità angolari sono una parte importante di discipline come astronomia, topografia, geologia, medicina, mineralogia, architettura, ingegneria e molti altri. Altezze, distanze, forze e numerose proprietà fisiche hanno angoli coinvolti, quindi la loro misurazione è rilevante.

Figura 1. Goniometro universale. Fonte: f. Zapata,

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Storia

Nei tempi antichi, qualcuno aveva l'idea di dividere la circonferenza in 360 parti uguali, chiamate gradi. Ma non è stato fino al 1538 che il medico olandese Regnier Gemma Frisio sviluppò per la prima volta un goniometro, uno strumento derivato da Astrolabio (dispositivo usato per misurare le elevazioni o le depressioni di un oggetto).

Poiché un angolo è definito come la regione tra due semi -stretti con un punto comune, che può essere il centro di detto circonferenza, un modo per determinare la misura di quella regione, sta usando una circonferenza graduata.

Quindi il design di base è un cerchio piatto, graduato con una scala a 360º o semicerchio, con 180º. Un semplice trasportatore di plastica, come quelli usati a scuola, è un goniometro molto semplice, se atteriamo alla definizione.

Il trasportatore è in grado di misurare gli angoli su una superficie piana, come una carta o una tavola. Quindi la sua gamma di movimento è piuttosto limitata.

Il goniometro è più sofisticato di un semplice trasportatore. Alcuni incorporano a Vernier, per una maggiore precisione nella misura e regole per misurare le distanze. Hanno anche bracci per individuarli su superfici non flat.

Ecco perché ci sono molte varietà di goniometri, il cui uso dipende dall'area in cui usa. Per quanto riguarda i materiali di produzione, sono generalmente leggeri e resistenti, come plastica, acciaio in lega e alluminio.

A cosa serve il goniometro?

Come abbiamo detto, il goniometro serve a misurare gli angoli in una varietà di situazioni, ad esempio gli angoli che rendono le articolazioni del corpo, che sono indicative della sua mobilità. Allo stesso modo, in costruzione è necessario misurare gli angoli in soffitti, pareti, porte e moltitudine di elementi.

Questo per menzionare solo alcune applicazioni, in quanto sono quasi infinite, poiché gli angoli sono entità onnipresenti in tutto ciò che ci circonda.

Sistema sessuale

Lui Sistema sessuale Consiste nel dividere la circonferenza in 360 parti uguali chiamate gradi (º). A sua volta, ogni grado è diviso in minuti (') e un minuto è in 60 secondi (").

Questo sistema si applica agli angoli ed è anche molto familiare come misura del tempo. In ciò che segue ci riferiremo esclusivamente agli angoli.

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Quando un angolo viene espresso in gradi, minuti e secondi, si dice che sia espresso in Misura complessa. Ma se scegli di lasciare tutto in gradi e frazioni di laurea, allora è un Misura semplice.

Ad esempio, un angolo che misura 25 º 38 '12 "è complesso, ma lo stesso angolo in misura semplice è 25.64 º. La maggior parte dei calcolatori scientifici effettua la conversione tra l'uno e l'altro.

Feste

Goniometro semplice o tradizionale

Un semplice goniometro come quello mostrato nel seguente schema è costituito da:

- Una parte semicircolare che contiene la scala graduata che da 0 a 180º.

- Il corpo, un pezzo che occupa un diametro, su cui il semicerchio è supportato dalla scala.

- Il foglio che termina in un ago indicatore per la lettura.

figura 2. Parti di un goniometro di base. Fonte: f. Zapata.

Goniometro di precisione

Una versione più sofisticata è il goniometro di precisione, che ha una regola scorrevole fissata al braccio articolato del goniometro.

Il braccio articolato va sul disco rotante, che contiene un nono o un vernier, e accende il disco fisso che ha la scala principale graduata in una prima unità.

Aggiornato all'album fisso è la regola fissa, che ha una superficie di riferimento in cui è supportato il pezzo a cui verrà misurato l'angolo.

Figura 3. Goniometro di precisione e le sue parti. Fonte: f. Zapata.

Funzionamento

Tutte le varietà di goniometri hanno lo stesso principio di funzionamento, vediamo:

Lui Vernier, Questo va sul disco rotante, ha una scala graduata sia a destra che.

Rivedi che la risoluzione o l'apprezzamento di questo tipo di goniometro è 5 minuti di arco, che è dimostrato numericamente più tardi.

Al centro del goniometro c'è una vite che serve contemporaneamente a un asse di ruota e fissativa di posizione angolare. Alcuni goniometri di precisione hanno una ruota aggiuntiva, per controllare la svolta fine, in modo che possa essere regolato più precisamente al pezzo da misurare.

Questo pezzo è posto tra la regola variabile e la regola fissa o la squadra. Sia il goniometro che il pezzo già posizionato guardano il viaggi, per garantire che la regolazione sia perfetta.

Una volta che qualsiasi fase di luce tra il pezzo e la superficie di riferimento della regola o della squadra è scomparsa, la posizione è fissata con il set di giunti o la vite di fissaggio. Finalmente viene fatta la misura, i cui passaggi sono dettagliati di seguito:

Come viene utilizzato il goniometro?

Per usare il goniometro, l'oggetto il cui angolo di inclinazione si desidera misurarsi, tra il foglio e il disco del goniometro, come mostrato nella Figura 4. C'è stato sottolineato l'angolo da misurare in colore fucsia.

Può servirti: Nettuno (pianeta)Figura 4. Modo per misurare un angolo con un goniometro di base. Fonte: f. Zapata.

I parallelismi verdi e blu sono stati disegnati sull'immagine, per guidare il lettore. L'angolo di fucsia si oppone al vertice all'angolo giallo. Quando hai angoli opposti per il vertice misurano lo stesso.

L'angolo giallo misura lo stesso dell'arancia, poiché sono tra le linee verdi e blu, che sono parallele. Una volta convinta di questo, la lettura osserva immediatamente l'indicatore del foglio.

L'angolo del pezzo da misurare è un angolo acuto e la lettura è fatta da sinistra a destra. Nell'immagine ingrandita 48º vengono letti.

Figura 5. Vista ampliata della misura. Fonte: f. Zapata.

Naturalmente, le letture possono essere fatte da destra a sinistra, poiché per questo c'è una doppia scala. Fallo in un senso o nell'altro dipende dall'oggetto da misurare.

Errore di apprezzamento

Tutti gli strumenti di misurazione hanno un apprezzamento, che è la minima divisione della scala, e qualsiasi misura fatta, con il goniometro o con qualsiasi altro, sarà sempre influenzata dall'errore.

Ad esempio, nel semplice goniometro che abbiamo appena visto, la minima divisione corrisponde al 1 °.

L'errore massimo che può essere effettuato in una misurazione effettuata con questo goniometro è più o meno l'apprezzamento. Secondo questo, la lettura dell'esempio è espressa come:

L = 48 ± 1st

In generale, l'apprezzamento di una scala come questa viene calcolato selezionando due letture arbitrarie e contando il numero di divisioni tra loro, come questa:

Apprezzamento = Lettura principale - Lettura /numero minore di divisioni.

Letture con goniometro di precisione

Il goniometro di precisione ha un Vernier: una seconda scala posizionata su un disco mobile e può muoversi sotto la scala principale. Il nonIo ti consente di fare letture più fini.

Come sempre, la misura effettuata con la scala principale si traduce in gradi e può essere eseguita in un programma (da sinistra a destra) o anti -foil (da destra a sinistra), a seconda della convenienza.

La lettura sulla scala principale viene eseguita con la procedura descritta nella sezione precedente. Lo 0 del nono funge da indicatore in questo caso.

Ora andiamo alla lettura finale con il nono, che ci darà i minuti. Ogni divisione è equivalente a 5 '(minuti angolari) e può anche essere letta da sinistra a destra o da destra a sinistra.

Per trovare la misura è necessario selezionare la linea NONIO che corrisponde meglio ad alcune delle linee di scala fissa e che sarà la frazione in gradi che devono essere aggiunti per avere la lettura completa.

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Esempio di lettura 1

Ad esempio, vediamo la lettura della figura, realizzata in senso antihorarium. Lo 0 del nono indica 64 (linea verde).

Figura 6. Esempio di lettura da destra a sinistra. Fonte: f. Zapata.

Ora diamo un'occhiata alla linea NONIO che meglio coincide con alcune delle linee principali. Nella figura è stato evidenziato in fucsia. Coincide con la divisione numero 30 sulla scala nono. Quindi la nostra angolo misura:

A₁ = 64º 30 '= 64.5 °

Per quanto riguarda l'apprezzamento di questo goniometro, dipende non solo dalla scala principale, ma dal nono. I goniometri di solito hanno non solo di 12 o 24 divisioni in ogni metà. L'esempio ha 12.

È calcolato come segue:

Apprezzamento = divisione inferiore della regola principale /numero di divisioni del nono

In questo caso, la minima divisione è 1st = 60 'e le divisioni sono 12:

Apprezzamento = 60 ' / 12 = 5'

Pertanto la lettura è riportata in questo modo:

A₁ = 64º (30 ± 5) '

Esempio di lettura 2

Ora proviamo una lettura fatta in un programma.

Figura 7. Lettura del goniometro prelevato da sinistra a destra. Fonte: f. Zapata.

Lo 0 del nono coincide con 42º (colore arancione), mentre la divisione del nono che meglio coincide con alcune delle divisioni sulla scala principale (colore blu turchese) corrisponde a 20 '. Pertanto l'angolo misurato è:

A₂ = 42º (20 ± 5) '

Il lettore potrebbe chiedersi cosa succede se nessuna divisione coincide esattamente. Quando lo 0 del nono è nel mezzo di due divisioni principali, la divisione più vicina a 0 viene presa come lettura dei gradi. Il resto della misura è fatto come descritto

Rimane sempre ai criteri della persona che esegue la misurazione, selezionando le divisioni che coincidono meglio. Due persone che effettuano la stessa misurazione possono non essere d'accordo, ma quasi sempre in termini di fine misura.

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Tipi di goniometro

Goniometro universale

Ci sono più design. Quello mostrato nella Figura 8 è costituito da due regole di plastica o metallo girate. L'oggetto il cui angolo è desiderato per misurare, è posto tra le regole e le letture in semicerchio graduato.

Il goniometro mostrato è ampiamente utilizzato per determinare l'ampiezza del movimento articolare o la distanza che esegue un giunto dalla sua posizione naturale al suo movimento massimo.

Figura 8. Goniometro di coloro che usano in medicina per misurare la capacità di movimento delle articolazioni. Fonte: Wikimedia Commons. Fonte: Voxymoron [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Elettroggoniometri

È uno strumento che trasforma l'angolo da misurarsi in un impulso elettrico. È ampiamente utilizzato per misurare l'intervallo di movimento delle articolazioni.

Goniometro a bolle

Come suggerisce il nome, ha una bolla di livellamento, di solito situata alla fine di una delle armi. Poiché molte misurazioni devono allineare questo braccio con l'orizzontale, ciò consente letture più affidabili.

Riferimenti

1. Calduch, e. Pratiche di laboratorio. Ingegneria di processo di produzione. Università della Catalogna. 20-22.
2. Come funziona. Come funziona un goniometro. Recuperato da: How-Function.co.
3. Díaz del Castillo, F. Metrologia dimensionale. UNAM. Facoltà di studi superiori Cuautitlán. Recuperato da: Olympia.Cuautitlan2.UNAM.MX.
4. 4) Britannica Enciclopedia. Goniometro. Recuperato da: Britannica.com
5. Junta de andalucía. Metrologia. Recuperato da: juntadeandalucia.È.
6. Leggi e formule matematiche. Sistemi di misurazione angolare. Estratto da: Ingemecanica.com.
7. Goniometro. Recuperato da: Google.com.