L'uso del dinamometro è vecchio quanto la scoperta delle forze nella fisica, regina di tutte quella di gravità scoperta e studiata per primo da Isaac Newton, al cui onore è stata dedicata l'unità di misura della forza, e quindi dei dinamometri, i Newton (N) per l'appunto.
Il dinamometro al servizio della fisica
Prima di parlare del dinamometro, di cos'è e a cosa serve, è fondamentale parlare di chi, padre della meccanica e della fisica, Isaac Newton, ha dato un senso alla misurazione delle forze in fisica. Isaac Newton è senza dubbio uno degli scienziati più influenti della storia, anche se vissuto alla fine del 1600, molte delle sue scoperte sono ancora attuali. Le sue teorie e le sue scoperte sono rimaste intatte e hanno sconvolto la scienza. Il più grande contributo, Sir Isaac Newton, lo ha dato nell'ambito della scienza e della matematica, egli infatti scoprì molte delle leggi e delle teorie che non soltanto hanno migliorato la nostra comprensione dell'universo, ma hanno anche dato ai futuri scienziati gli strumenti per scoprire come andare nello spazio. Ha scoperto la forza di gravità e ha stabilito le tre leggi universali del movimento. Legando queste scoperte al lavoro di Johannes Kepler e alle sue leggi del moto planetario, ha fondato la meccanica classica principio della moderna fisica. Questo contributo ha avuto il suo apice con la dimostrazione del primo modello eliocentrico del movimento dei pianeti proposto da Copernico. Newton fu anche il primo a proporre una serie di leggi che descrivevano il moto di ogni cosa nell'universo. Ciò è servito come base per la nostra comprensione di come funziona l'universo e delle forze che lo governano. Le sue scoperte nell'ambito della matematica sono state altrettanto importanti tanto da poter essere ritenuto uno dei padri del calcolo matematico.
Lo studio delle forze fisiche, prime fra tutte quella di gravità, ha fatto sì che Newton desse il via alla meccanica e alla fisica che oggi, attraverso scienziati e ingegneri, è alla base dello sviluppo scientifico e tecnologico della nostra società. Scienziati e ingegneri, per poter progettare e studiare fenomeni devo necessariamente fare uso di vari strumenti, primo tra tutti il dinamometro che ha lo scopo di misurare in fisica, attraverso varie soluzioni tecnologiche, la forza, che nel caso di quella di gravità coincide con il peso dell'oggetto di cui è misurata la forza che lo attrae verso la terra.
Uso del dinamometro
I dinamometri, grazie anche agli sviluppi tecnologici nell'ambito dell'elettronica e dell'informatica, negli ultimi decenni si sono di molto evoluti. Da semplici molle montate su una scala graduata, essi oggi sono divenuti strumenti di misurazione di altissima precisione e accuratezza. Tramite processori elettronici e sensori tecnologici, oggi è possibile leggere a display, le forze di trazione e compressione che necessitiamo di misurare. L'uso del dinamometro in sostanza si basa sulla misurazione delle forze le quali possono avere sostanzialmente due direzioni rispetto lo strumento. Nel caso in cui la forza viene esercitata nella direzione del dinamometro, questa forza è detta di compressione, mentre se la sua direzione è opposta allo strumento è detta di trazione. Tutti noi abitualmente usiamo un dinamometro nella vita quotidiana, senza spesso saperlo. Questo particolare dinamometro altro non è che la bilancia. Quella pesa persone o quella che utilizziamo in cucina, altro non sono che dinamometri. Tramite la misurazione della forza di gravità che attrae verso la terra ciò che intendiamo pesare, la bilancia ci permette di conoscerne il peso.
Per comprendere meglio il concetto di forza di trazione e di compressione possiamo sfruttare l'immagine della bilancia che tutti noi conosciamo. La bilancia pesa persone misura sostanzialmente una forza di compressione, essa infatti è posta tra noi e il terreno e misura la forza che il nostro corpo esercita nel comprimere il dinamometro presente nella nostra bilancia. Per comprendere la forza di trazione dobbiamo fare un salto indietro di qualche decennio e pensare alle vecchie bilance dei fruttivendoli, quelle a un solo piatto, dove sostanzialmente la frutta caricata nel piatto allungava, quindi poneva in trazione una molla, la quale spostava una lancetta lungo una scala graduata. In questo modo, l'oggetto della misurazione è posto tra lo strumento e la terra, e quindi esercitava una forza di trazione nei confronti del dinamometro. Gli esempi fatti hanno lo scopo di far comprendere la differenza tra forza di trazione e compressione. La bilancia è solo una delle applicazioni comuni del dinamometro, esso infatti trova grande applicazione nella ricerca di laboratorio e nella progettazione meccanica, in cui è fondamentale per l'analisi empirica di fenomeni ed esperimenti.
Quale scegliere
I dinamometri attualmente in commercio sono tutti, o quasi, elettronici, basati cioè su sensori elettro meccanici che trasformano le informazioni registrate nel mondo analitico e reale in dati digitali, elaborabili da microprocessori. Una volta registrati ed elaborati i dati, questi microprocessori effettuano la visualizzazione tramite display, permettendoci così di poterli comprendere ed elaborare a nostra volta. I dinamometri odierni, in particolare quelli più evoluti, permettono una facile interfaccia con i personal computer, i quali oltre ad immagazzinare i dati registrati durante le fasi sperimentali, ci permettono una più agevole elaborazione di essi, tramite anche complessi algoritmi di calcolo e rappresentazioni grafiche e statistiche. Il dinamometro, come avremo potuto facilmente comprendere, fatta eccezione per le sue applicazioni domestiche, come per esempio la bilancia pesa persone, è sostanzialmente uno strumento di misura, spesso fondamentale, presente nei laboratori di fisica e meccanica, di università, studi di progettazione e ricerca.
Oltre che per le funzioni avanzate, più o meno tecnologiche, presenti nei vari modelli in commercio, e per il loro grado di interfacciabilità con i personal computer, i dinamometri si differenziano l'un l'altro per alcune caratteristiche ben precise. Come ogni strumento di misura anche i dinamometri infatti hanno ciò che viene definito fondo scala, cioè la massima misurazione effettuabile, la risoluzione, cioè la minima misurazione effettuabile nonché la minima differenza di misurazione registrabile e la precisione, o meglio il margine di errore possibile durante l'effettuazione della registrazione. Mentre la precisione viene espressa in percentuale, la massima misurazione e la risoluzione nei dinamometri sono solitamente espresse in duplice unità di misura, il Newton, unità di misura della forza, e il kg. Questi parametri sono certamente i tre fondamentali per la valutazione di un dinamometro, rispetto alla sua qualità costruttiva e al grado di soddisfazione delle nostre esigenze di laboratorio. Oltre a ciò, quando si deve scegliere il dinamometro da acquistare, bisogna valutarne il sovraccarico massimo, cioè la forza limite oltre la quale esso può danneggiarsi, nonché gli eventuali accessori in dotazione per l'effettuazione delle misurazioni, come per esempio i vari adattatori con testa piatta, sferica o a gancio, per effettuare le misurazioni in compressione o trazione nelle più svariate circostanze.
Vendita
Per poter acquistare un dinamometro da officina, ci si può rivolgere ai negozi di ferramenta e bricolage, dove è possibile trovare una grande varietà di strumenti di misurazione per l'uso sperimentale, in particolar modo indicati per l'uso in officine meccanica e studi di progettazione. Spesso i dinamometri presenti in questi esercizi commerciali sono quelli più a buon mercato, particolarmente indicati per applicazioni non scientifiche. Se si hanno esigenze particolari, per ricerche scientifiche, strumenti altamente precisi e professionali, bisogna rivolgersi quasi necessariamente direttamente alle aziende produttrici o ai loro rivenditori autorizzati, i quali spesso sono società che commercializzano una vasta gamma di prodotti nell'ambito delle attrezzature e degli strumenti da laboratorio, sia in campo chimico che fisico. La maggiore qualità e affidabilità delle attrezzature è quindi particolarmente indicata per le applicazioni scientifiche, dove la misurazione richiesta deve avere un maggiore grado di precisione, dato che da esse possono dipendere la validità di anni di ricerche e sperimentazioni di laboratorio.
Anche nel caso di questi accessori di misurazione, internet, risulta essere una valida fonte, sia per potersi documentare a riguardo dei modelli presenti sul mercato, delle loro caratteristiche tecniche e funzionali, sia per poterli acquistare, magari direttamente dalle case produttrici, o dall'estero, dove magari è commercializzato un particolare dinamometro aventi le caratteristiche tecniche da noi ricercate, sia per l'acquisto di un dinamometro usato. La vendita di un dinamometro online è spesso molto allettante, in particolare perché i prezzi sono spesso molto convenienti rispetto l'acquisto presso il punto vendita. Questo aspetto però deve essere valutato con attenzione, infatti è facile incappare in prodotti di scarsa validità, nonostante millantante caratteristiche tecniche. A tal proposito è sempre indispensabile effettuare delle ricerche che ci permettano di verificare la validità del prodotto che si intende acquistare, leggendo forum e recensioni per esempio, nonché quella del rivenditore, cercando se possibile di leggere i pareri di eventuali acquirenti. In conclusione, dovendo acquistare un dinamometro per un uso hobbistico o semi-professionale, possiamo tranquillamente recarci presso una ferramenta o un negozio di bricolage che dovrebbero essere forniti anche nella vendita di dinamometri. Se invece abbiamo esigenze maggiori, il consiglio è quello di rivolgersi a rivenditori specializzati o addirittura alle aziende produttrici.
Prezzo
Il prezzo di un dinamometro dipende, oltre che dalle sue caratteristiche tecnologiche, funzionali e costruttive, anche e soprattutto dalla misura massima che è in grado di effettuare. Un dinamometro di piccole dimensioni, in grado di misurare da pochi chilogrammi fino a un massimo di circa 50 chilogrammi ha un costo inferiore alle 100 euro. Questa tipologia di dinamometro è particolarmente indicato per misurare piccole e medie forze, a livello di officina meccanica. Per misurazioni più precise o di entità superiore, come per esempio fino ai 200 chilogrammi è necessaria una spesa di qualche centinaio di euro, fino a circa 400 euro per l'acquisto di un modello digitale, con misurazione di forze in trazione e compressione e fondo scala 200 chilogrammi. Per forze maggiori, anche di molto, è necessario preventivare prezzi del dinamometro di molto superiori, che possono arrivare anche a circa 3.000 euro per dinamometri in grado di misurare forze fino a oltre 50 tonnellate. Questa tipologia di dinamometri sono utilizzate in modo particolare nell'ambito degli impianti industriali, impianti di produzione e nelle presse, oltre che avere la funzione di misurare essere permettono, integrati nel sistema di gestione dell'impianto, di governarne il funzionamento. I prezzi indicati sono chiaramente indicativi, essi possono variare, oltre che per qualità costruttiva, anche a seconda dell'applicazione a cui devono essere dedicati.
Se a essi infatti devono essere abbinate particolari sonde e applicativi informatici, i prezzi saranno certamente superiori. I modelli più avanzati di dinamometri, a cui è abbinato un software per personal computer, possono richiedere degli aggiornamenti, a tal proposito è sempre utile verificare che tali aggiornamenti siano gratuiti, una volta acquistato il dinamometro e disponibili in rete. In caso contrario è bene verificarne costi e modalità d'acquisto. Nel caso in cui si è deciso di acquistare direttamente dalle aziende produttrici è bene richiedere diversi preventivi in modo da tale da poter valutare oltre che le differenti offerte tecniche anche quelle economiche, che spesso possono riservare interessanti sorprese.
