GONIOMETER: KASAYSAYAN, BAHAGI, OPERASYON, GAMIT, URI - PISIKAL - 2025

Ang goniometer ay ang aparato na ginamit upang masukat ang mga anggulo na nabuo ng dalawang visual. Ang pangalan ay nagmula sa dalawang salitang Greek: gonios, na nangangahulugang anggulo at metro, na tumutukoy sa katotohanan ng pagsukat. Mula doon ay nagmula din ng goniometry, na siyang agham ng pagsukat ng mga anggulo.

Angular na dami ay isang mahalagang bahagi ng mga disiplina tulad ng astronomiya, pagsisiyasat, geolohiya, gamot, mineralogy, arkitektura, engineering, at marami pa. Ang mga taas, distansya, pwersa, at maraming mga pisikal na katangian ay may mga anggulo na kasangkot, kaya ang kanilang pagsukat ay may kaugnayan.

Larawan 1. Universal goniometer. Pinagmulan: F. Zapata,

Kasaysayan

Noong sinaunang panahon, may isang ideya na hatiin ang circumference sa 360 pantay na mga bahagi, na tinatawag na degree. Ngunit hindi hanggang 1538 na ang Dutch na manggagamot na si Regnier Gemma Frisius ay unang bumuo ng isang goniometer, isang instrumento na nagmula sa astrolabe (isang aparato na ginamit upang masukat ang mga pagtaas o pagkalungkot ng isang bagay).

Dahil ang isang anggulo ay tinukoy bilang ang rehiyon sa pagitan ng dalawang sinag na may isang karaniwang punto, na maaaring maging sentro ng nasabing bilog, ang isang paraan upang matukoy ang sukatan ng rehiyon na iyon ay sa pamamagitan ng paggamit ng isang nagtapos na bilog.

Kaya ang pangunahing disenyo ay isang patag na bilog, nagtapos sa isang scale ng 360º o kalahating bilog, na may 180º. Ang isang simpleng plastic protractor, tulad ng ginamit sa paaralan, ay isang napaka pangunahing goniometer, kung manatili tayo sa kahulugan.

Ang protractor ay may kakayahang masukat ang mga anggulo sa isang patag na ibabaw, tulad ng isang piraso ng papel o isang board. Kaya ang saklaw ng paggalaw nito ay sa halip ay limitado.

Ang goniometer ay mas sopistikado kaysa sa isang simpleng protraktor. Ang ilan ay nagsasama ng isang vernier, para sa higit na katumpakan sa pagsukat, at mga pinuno upang masukat ang mga distansya. Mayroon din silang mga armas upang ilagay ang mga ito sa mga hindi patag na ibabaw.

Iyon ang dahilan kung bakit maraming mga uri ng goniometer, ang paggamit ng kung saan ay nakasalalay sa lugar na iyong ginagamit. Sa mga tuntunin ng mga materyales sa pagmamanupaktura, sa pangkalahatan sila ay magaan at malakas, tulad ng plastik, haluang metal na bakal, at aluminyo.

Ano ang goniometer para sa?

Tulad ng sinabi namin, ang goniometer ay ginagamit upang masukat ang mga anggulo sa isang iba't ibang mga sitwasyon, halimbawa ang mga anggulo na ginawa ng mga kasukasuan ng katawan, na nagpapahiwatig ng kadaliang kumilos. Katulad nito, sa pagtatayo kinakailangan upang masukat ang mga anggulo sa mga kisame, dingding, pintuan at maraming mga elemento.

Ito ay upang banggitin lamang ang ilang mga aplikasyon, dahil halos walang hanggan ito, dahil ang mga anggulo ay mga nakikitang mga nilalang sa lahat ng bagay na nakapaligid sa amin.

Sistema ng sekswalidad

Ang sistema ng sexagesimal ay binubuo ng paghati sa circumference sa 360 pantay na mga bahagi na tinatawag na degree (º). Kaugnay nito, ang bawat degree ay nahahati sa mga minuto (´) at isang minuto ay nahahati sa 60 segundo (´´).

Ang sistemang ito ay nalalapat sa mga anggulo at pamilyar din bilang isang sukatan ng oras. Sa mga sumusunod na isasangguni namin ang eksklusibo sa mga anggulo.

Kung ang isang anggulo ay ipinahayag sa mga degree, minuto at segundo, sinasabing ipinahayag sa masalimuot na panukala. Ngunit kung pinili mong iwanan ang lahat sa mga degree at mga praksyon ng isang degree, kung gayon ito ay isang simpleng panukala.

Halimbawa, ang isang anggulo na sumusukat sa 25º 38'12' ay nasa kumplikadong sukatan, ngunit ang parehong anggulo sa simpleng panukala ay 25.64º. Karamihan sa mga siyentipikong calculator ay nag-convert mula sa isa hanggang sa isa pang mabilis.

Mga Bahagi

Simple o tradisyonal na goniometer

Ang isang simpleng goniometer tulad ng ipinakita sa sumusunod na diagram ay binubuo ng:

- Isang kalahating bilog na bahagi na naglalaman ng graduated scale mula 0 hanggang 180º.

- Ang katawan, isang piraso na sumasakop sa isang diameter, kung saan natitira ang kalahating bilog na may sukat.

- Ang sheet na nagtatapos sa isang tagapagpahiwatig ng karayom ​​para sa pagbabasa.

Larawan 2. Mga bahagi ng isang pangunahing goniometer. Pinagmulan: F. Zapata.

Katumpakan ng Goniometer

Ang isang mas sopistikadong bersyon ay ang goniometer ng katumpakan, na may panuntunan ng pag-slide na nakakabit sa articulated arm ng goniometer.

Ang articulated arm ay pupunta sa umiikot na disc, na naglalaman ng isang vernier o vernier, at umiikot sa nakapirming disc na may pangunahing sukat na nagtapos sa 1º unit.

Nakalakip sa nakapirming disk ay ang nakapirming tagapamahala, na may isang sanggunian na ibabaw kung saan sinusuportahan ang bahagi na sinusukat.

Larawan 3. katumpakan goniometer at mga bahagi nito. Pinagmulan: F. Zapata.

Paggana

Ang lahat ng mga uri ng goniometer ay may parehong prinsipyo ng operasyon, tingnan natin:

Ang vernier, na nagpapatuloy sa umiikot na disk, ay may scale na nagtapos sa kanan at kaliwa, na nagpapahintulot sa mga pagsukat na gawin kapwa sa sunud-sunod at counterclockwise.

Dapat pansinin na ang resolusyon o pagpapahalaga sa ganitong uri ng goniometer ay 5 min ng arko, na ipinapakita nang ayon sa bilang.

Sa gitna ng goniometer mayroong isang tornilyo na nagsisilbi pareho bilang ang axis ng pag-ikot at fixer ng anggular na posisyon. Ang ilang mga goniometer ng katumpakan ay may isang karagdagang gulong, upang makontrol ang pinong pagliko, upang maaari itong maiakma nang mas tumpak sa piraso na susukat.

Ang nasabing piraso ay inilalagay sa pagitan ng variable na panuntunan at ang nakapirming panuntunan o parisukat. Parehong ang goniometer at ang bahagi na nakaposisyon ay kandila upang matiyak na ang akma ay perpekto.

Kapag ang anumang ilaw na landas sa pagitan ng piraso at ang sanggunian na ibabaw ng pinuno o parisukat ay nawala, ang posisyon ay naayos kasama ang articulation fixator o pag-aayos ng tornilyo. Sa wakas, ang pagsukat ay isinasagawa, ang mga hakbang na kung saan ay detalyado sa ibaba:

Paano ginagamit ang goniometer?

Upang magamit ang goniometer, ang bagay na ang anggulo ng pagkagusto ay susukat ay isinalin sa pagitan ng sheet at ang disk ng goniometer, tulad ng ipinapakita sa figure 4. Doon ang anggulo na susukat ay minarkahan sa fuchsia.

Larawan 4. Paano sukatin ang isang anggulo na may isang pangunahing goniometer. mapagkukunan: F. Zapata.

Ang mga berde at asul na kahanay ay iginuhit sa imahe upang gabayan ang mambabasa. Ang anggulo ng fuchsia ay kabaligtaran ng vertex hanggang sa dilaw na anggulo. Kapag mayroon kang kabaligtaran na mga anggulo sa pamamagitan ng tuktok, susukat ang pareho.

Ang anggulo sa dilaw ay sumusukat pareho sa orange, dahil ang mga ito ay sa pagitan ng berde at asul na mga linya, na kahanay. Sa sandaling kumbinsido ito, ang pagbabasa ay ginawa kaagad sa pamamagitan ng pag-obserba ng tagapagpahiwatig sa sheet.

Ang anggulo ng piraso na susukat ay isang talamak na anggulo at ang pagbabasa ay ginawa mula kaliwa hanggang kanan. Sa pinalawak na imahe nabasa nila ang 48º.

Larawan 5. Pinalawak na pagtingin sa panukala. Pinagmulan: F. Zapata.

Siyempre, ang mga pagbabasa ay maaaring gawin mula kanan hanggang kaliwa, dahil mayroong isang dobleng sukat para doon. Ang paggawa nito ng isang paraan o ang iba pa ay nakasalalay sa bagay na susukat.

Ang error sa pagpapahalaga

Ang lahat ng mga instrumento sa pagsukat ay may isang pagpapahalaga, na kung saan ay ang pinakamaliit na dibisyon sa scale, at anumang pagsukat na ginawa, maging sa goniometer o anumang iba pa, ay palaging maaapektuhan ng pagkakamali.

Halimbawa, sa simpleng goniometer na nakita lamang natin, ang pinakamaliit na dibisyon ay tumutugma sa 1º.

Ang maximum na error na maaaring gawin sa isang pagsukat na ginawa gamit ang goniometer na ito ay higit o hindi gaanong pagpapahalaga. Ayon dito, ang pagbasa ng halimbawa ay ipinahayag bilang:

Sa pangkalahatan, ang pagpapahalaga sa isang scale na tulad nito ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagpili ng dalawang di-makatwirang pagbabasa, at pagbibilang ng bilang ng mga dibisyon sa pagitan nila, tulad nito:

Mga Pagbasa na may goniometer ng katumpakan

Ang goniometer ng katumpakan ay may isang vernier: isang pangalawang sukat na nakalagay sa isang palipat-lipat na disk at maaaring ilipat sa ibaba ng pangunahing sukat. Pinapayagan ng vernier para sa pagbabasa ng mas pinong.

Tulad ng nakasanayan, ang pagsukat na ginawa gamit ang pangunahing sukat ay nagreresulta sa mga degree at maaaring gawin nang sunud-sunod (mula kaliwa hanggang kanan) o counterclockwise (mula sa kanan hanggang kaliwa), depende sa kaginhawaan.

Ang pagbasa sa pangunahing sukatan ay isinasagawa kasama ang pamamaraan na inilarawan sa nakaraang seksyon. Ang 0 ng vernier ay kumikilos bilang isang tagapagpahiwatig sa kasong ito.

Ngayon pupunta kami sa pangwakas na pagbabasa kasama ang vernier, na magbibigay sa amin ng ilang minuto. Ang bawat dibisyon ay katumbas ng 5 '(angular minuto) at maaari ring basahin mula sa kaliwa o kanan o kaliwa.

Upang mahanap ang pagsukat, ang linya ng vernier na pinakamahusay na tumutugma sa alinman sa mga linya ng nakapirming sukat ay dapat mapili, at iyon ang magiging bahagi sa mga degree na dapat na maidagdag upang magkaroon ng kumpletong pagbasa.

Halimbawa ng pagbasa 1

Bilang isang halimbawa, tingnan natin ang pagbabasa ng figure, tapos na counterclockwise. Ang 0 ng vernier ay nagpapahiwatig ng 64º (berdeng linya).

Larawan 6. Halimbawa ng pagbabasa mula kanan hanggang kaliwa. Pinagmulan: F. Zapata.

Ngayon tingnan natin ang linya ng vernier na pinakamahusay na tumutugma sa isa sa mga pangunahing linya. Sa figure na ito ay nai-highlight sa fuchsia. Sumasabay ito sa division number 30 sa vernier scale. Kaya't ang aming anggulo ay sumusukat:

Tulad ng para sa pagpapahalaga sa goniometer na ito, nakasalalay ito hindi lamang sa pangunahing sukat, kundi sa vernier. Ang mga goniometer ay karaniwang mayroong 12 o 24 division vernier sa bawat kalahati. Ang isa sa halimbawa ay may 12.

Ito ay kinakalkula tulad ng sumusunod:

Sa kasong ito, ang pinakamaliit na dibisyon ay 1º = 60 ´, at ang mga dibisyon ay 12:

Samakatuwid ang pagbabasa ay iniulat sa ganitong paraan:

Halimbawa ng pagbabasa 2

Ngayon subukan natin ang isang sunud-sunod na pagbabasa.

Larawan 7. Ang pagbabasa ng Goniometer na kinukuha mula kaliwa hanggang kanan. Pinagmulan: F. Zapata.

Ang 0 ng vernier ay nagkakasabay na may 42º (kulay kahel), habang ang dibisyon ng vernier na pinakamahusay na nag-tutugma sa alinman sa mga dibisyon sa pangunahing sukat (turkesa na asul na kulay) ay tumutugma sa 20'. Samakatuwid ang sinusukat na anggulo ay:

Maaaring magtaka ang mambabasa kung ano ang mangyayari kung walang paghahati nang magkatugma. Kapag ang 0 ng vernier ay nasa gitna ng dalawang pangunahing dibisyon, ang dibisyon na pinakamalapit sa 0 ay kinuha bilang pagbabasa ng degree. Ang natitirang pagsukat ay tapos na tulad ng inilarawan

Laging nasa sa taong gumagawa ng pagsukat upang piliin ang mga dibisyon na pinakamahusay na tugma. Ang dalawang tao na kumukuha ng parehong pagsukat ay maaaring hindi sumasang-ayon, ngunit halos palaging sa pinong pagsukat.

Mga uri ng goniometer

Universal Goniometer

Mayroong maraming mga disenyo. Ang isa na ipinapakita sa figure 8 ay binubuo ng dalawang rotated metal o plastic na pinuno na umiikot kasama ang isang nagtapos na semicircle. Ang bagay na ang sukat ay susukat ay inilalagay sa pagitan ng mga pinuno at basahin mula sa nagtapos na semicircle.

Ang goniometer na ipinakita ay malawakang ginagamit upang matukoy ang saklaw ng magkasanib na paggalaw, o ang distansya ng isang magkasanib na paglalakbay mula sa likas na posisyon nito hanggang sa maximum na paggalaw nito.

Larawan 8. Goniometer ng mga ginagamit sa gamot upang masukat ang kakayahan ng mga kasukasuan upang lumipat. Pinagmulan: Wikimedia Commons. Pinagmulan: Voxymoron

Mga electogoniometer

Ito ay isang instrumento na nagbabago ng anggulo na susukat sa isang salpok na de koryente. Malawakang ginagamit ito upang masukat ang hanay ng paggalaw ng mga kasukasuan.

Bubble goniometer

Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, mayroon itong isang bubble ng leveling, karaniwang matatagpuan sa dulo ng isa sa mga braso. Dahil maraming mga sukat ang kailangan upang ihanay ang braso na ito sa pahalang, pinapayagan nito para sa mas maaasahang pagbabasa.

Mga Sanggunian

1. Calduch, E. Mga Gawi sa Laboratory. Engineering Proseso ng Paggawa. Unibersidad ng Catalunya. 20-22.
2. Paano ito gumagana. Paano gumagana ang isang goniometer. Nabawi mula sa: como-funciona.co.
3. Díaz del Castillo, F. Dimensional Metrology. UNAM. Cuautitlán Faculty ng Mas Mataas na Pag-aaral. Nabawi mula sa: olimpia.cuautitlan2.unam.mx.
4. 4) Encyclopaedia Britannica. Goniometer. Nabawi mula sa: britannica.com
5. Junta de Andalucía. Metrology. Nabawi mula sa: juntadeandalucia.es.
6. Mga batas at formula ng matematika. Mga sistema ng pagsukat ng anggulo. Nabawi mula sa: ingemecanica.com.
7. Goniometer. Nabawi mula sa: google.com.