СВОБОДНЫЕ ВИБРАЦИИ МАССОВОЙ ПРУЖИННОЙ СИСТЕМЫ
Этот продукт является частью линейки, которая исследует свободные колебания в простых системах с «одной степенью свободы».
Он знакомит учащихся с ключевыми научными терминами, такими как:
• Простое гармоническое движение (SHM) и частота колебаний
• Постоянная пружины и закон Гука
• Гашение колебаний
• Разность фаз между смещением и его производными
Этот продукт подходит для прочной тестовой рамы (TM160) для изучения или демонстрации.
Система масса-пружина является одной из наиболее легко объяснимых колебательных систем. Это связано с тем, что учащиеся, возможно, уже знакомы с законом Гука, показывающим, что сила, действующая на пружину, пропорциональна растяжению. Таким образом, учащиеся могут легко установить связь с простым гармоническим движением, определяемым как колебательное движение, при котором восстанавливающая сила пропорциональна смещению. Задняя панель крепится к тестовой раме. Панель содержит два вертикальных направляющих стержня и бесконтактный датчик перемещения. Испытательная пружина подвешивает платформу с уравновешенными массами, которая вибрирует (колеблется) вертикально в направляющих стержнях. Учащиеся устанавливают на платформу дополнительные грузы, а для проверки различных системных комбинаций предусмотрена вторая пружина.
Датчик смещения измеряет вертикальные колебания платформы. Дополнительный датчик (акселерометр), встроенный в платформу, измеряет ускорение платформы при ее движении вверх и вниз. Оба датчика измеряют движение, но создают незначительное демпфирование.
На задней панели нанесена печатная шкала. Студенты используют его с курсором на платформе, чтобы точно измерить растяжение пружины, показать закон Гука и найти постоянную пружины.
Студенты осторожно тянут платформу вниз и отпускают, позволяя ей вибрировать. Затем они находят частоту колебаний и сравнивают ее с предсказанной теорией. Откалибруйте датчики для работы с VDAS® (mkII) для отображения в реальном времени и сбора данных о формах колебаний системы. Учащиеся используют программное обеспечение, чтобы увидеть формы волны смещения и ускорения, чтобы подтвердить разницу фаз между ними и измерить частоту. Программное обеспечение вычисляет и показывает первые две производные смещения - скорость и ускорение. Затем учащиеся могут одновременно видеть и сравнивать измеренное и полученное ускорение, чтобы подтвердить взаимосвязь.
Специально разработали TM164 для работы с VDAS® (mkII). Однако при желании выходы датчика можно подключить к вашей собственной системе сбора данных или осциллографу.
Учащиеся могут установить дополнительный комплект демпфера (TM164a), чтобы проверить, как вязкостное демпфирование влияет на колебания системы. Этот простой поршневой диск и цилиндр образуют демпфер, который подходит к направляющим стержням под платформой. Он работает с легко находимыми нетоксичными жидкостями (не входят в комплект) для различных уровней демпфирования. Например: вода и растительное масло производят легкое демпфирование, а касторовое масло дает сильное демпфирование. Учащиеся могут попробовать свои собственные жидкости (при условии, что они безопасны и не повреждают оборудование) и свои собственные поршневые диски для работы над проектом. При использовании комплекта демпфера VDAS® может подгонять отображаемые данные к моделям вязкостного демпфирования с недостаточным и избыточным демпфированием.
Примечание. Вы можете приобрести любое количество комплектов амортизаторов, чтобы сделать переход между различными жидкостями более удобным.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
• Растяжение и усилие пружины (постоянная пружины) и закон Гука.
• Частота колебаний, жесткость пружины и переменная масса
• Разность фаз между смещением и его производными
• Сравнение измеренного и полученного ускорения
• Демпфирование колебаний и коэффициент (требуется дополнительный комплект демпфера)
Авторизоваться
Корзина заказа
