VDAS TM167 - Experimento

VIBRACIÓN LIBRE DE UNA UNA VIGA Y UN RESORTE

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Un aparato experimental que permite a los estudiantes investigar el movimiento oscilatorio de una viga rígido, articulada en un extremo y suspendida por un resorte en el otro.

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VIBRACIÓN LIBRE DE UNA UNA VIGA Y UN RESORTE
Este producto forma parte de una gama que explora las vibraciones libres en sistemas simples de "un grado de libertad". Introduce a los estudiantes a términos científicos clave tales como:
  • Movimiento armónico simple (SHM) y frecuencia de oscilación
  • Momento de inercia
  • Amortiguación de la oscilación
  • Constante del resorte y Ley de Hooke
  • Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas
Este producto se adapta al marco de prueba robusto (TM160) para el estudio o la demostración. Este producto incluye una viga articulada en un extremo, con el otro extremo suspendido por un resorte helicoidal. Esto se puede comparar con el sistema masa-resorte, excepto que la inercia de momento de masa de la viga, reemplaza la masa simple. Este sistema común aparece en las máquinas y suspensiones de vehículos. Un panel posterior se fija en el armazón de prueba. El panel sostiene una articulación o pivote y un sensor de desplazamiento sin contacto. El pivote contiene cojinetes auto alineables de alta calidad, que mantienen el extremo izquierdo de una viga rígida, mientras que le permite libertad para girar a través de un pequeño ángulo. El sensor mide las oscilaciones en el extremo derecho de la viga con un amortiguamiento insignificante, mientras trabaja para guiar el movimiento. La viga es de construcción tipo "escalera" con "escalones" igualmente espaciados. Los escalones proporcionan posiciones de montaje convenientes, manteniendo una masa uniformemente distribuida a lo largo de la longitud de la viga. TecQuipment incluye un conjunto de masas para adicionar a la viga, aumentando su inercia. Un soporte de resorte separado por encima de la viga, tiene una elección de dos resortes para suspender la viga de cualquier escalón, a lo largo de su longitud. Tanto el panel posterior como el soporte de resorte tienen escalas impresas. Los estudiantes usan la escala en el panel trasero para colocar fácilmente las masas, el resorte y el amortiguador opcional a lo largo de la viga. Utilizan la escala en el soporte de resorte, para mostrar la Ley de Hooke y encontrar la constante de resorte. Los estudiantes tiran suavemente de la viga y la liberan, permitiéndole vibrar. Luego encuentran la frecuencia de oscilación y la comparan con la predicha por la teoría. Las múltiples posiciones a lo largo de la viga permiten a los estudiantes probar sus propias combinaciones de experimentos, además de los sugeridos. Por ejemplo, podrían intentar diferentes posiciones de resorte o masas múltiples. TecQuipment calibra el sensor de desplazamiento para trabajar con VDAS (mkII) para la visualización en tiempo real y adquisición de datos de formas de onda de oscilación del sistema. Los estudiantes usan el software para ver la forma de onda de desplazamiento y medir la frecuencia. El software calcula y muestra las dos primeras derivadas del desplazamiento - velocidad y aceleración. TecQuipment ha diseñado específicamente el TM167 para trabajar con el Sistema Versátil de Adquisición de Datos VDAS (mkII). Sin embargo, la salida del sensor puede conectarse a su propio sistema de adquisición de datos o al osciloscopio si lo desea. Los estudiantes pueden montar un Juego de Amortiguación opcional (TM167A) para comprobar cómo el amortiguamiento viscoso, afecta las oscilaciones de la viga. Este simple disco de pistón y cilindro forman un amortiguador de amortiguamiento que se ajusta al Armazón de Prueba bajo la viga. Funciona con fluidos no tóxicos que se encuentran fácilmente en el mercado (no suministrados), para diferentes niveles de amortiguación. Por ejemplo: el agua y el aceite vegetal producirán amortiguamiento ligero, mientras que el aceite de ricino produce un fuerte amortiguamiento. Los estudiantes pueden probar sus propios fluidos (siempre que sean seguros y no dañen el equipo) y sus propios discos de pistón para el trabajo del proyecto. Cuando se utiliza el Juego de Amortiguación, VDAS puede ajustar sus datos mostrados en modelos amortiguadores viscosos amortiguados y sobre amortiguados.
VIDEO
  • Extensión y fuerza del resorte (constante de resorte) y Ley de Hooke
  • Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas
  • Frecuencia de oscilación y momento de inercia de masa variable, variando el valor de masa
  • Frecuencia de oscilación y constante de resorte
  • Frecuencia de oscilación y momento de inercia de masa variable variando la posición de masa
  • Amortiguación de la oscilación y coeficiente (necesita el Juego de Amortiguación opcional).
VIBRACIÓN LIBRE DE UNA UNA VIGA Y UN RESORTE
SUPPORTING PRODUCTS
TM160 - Base Unit
Un armazón robusto para su uso con Experimentos de Vibraciones Libres de TecQuipment.
VDAS VDAS-B (mkII) - Ancillary
A bench mounting versatile data acquisition system (VDAS) to allow computer-based data capture for a wide range of TecQuipment products.
VDAS TM1016V - Experiment
Permite a los Estudiantes investigar la vibración libre y forzada de una viga rígida y un resorte, y una viga simplemente soportada.
TM167A - Ancillary
Amortiguador, biela y disco, además de soporte para el uso con las Vibraciones Libres TM167 de un Sistema de Viga Rígida y Resorte.

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