СВОБОДНАЯ ВИБРАЦИЯ МАССОВОЙ ПРУЖИННОЙ СИСТЕМЫ

СВОБОДНАЯ ВИБРАЦИЯ МАССОВОЙ ПРУЖИННОЙ СИСТЕМЫ
Этот продукт является частью линейки, в которой исследуются свободные вибрации в простых системах с «одной степенью свободы».

Он знакомит студентов с ключевыми научными терминами, такими как:

• Простое гармоническое движение (SHM) и частота колебаний
• Пружинная константа и закон Гука
• Демпфирование колебаний
• Разность фаз между смещением и его производными

Этот продукт подходит для прочной испытательной рамки (TM160) для изучения или демонстрации.
Система масса-пружина является одной из самых легко объяснимых колебательных систем. Это связано с тем, что учащиеся могут быть уже знакомы с Законом Гука, показывающим, что сила, действующая на пружину, пропорциональна удлинению. Таким образом, учащиеся могут легко установить связь с простым гармоническим движением, определяемым как колебательное движение, в котором восстанавливающая сила пропорциональна смещению. Задняя панель крепится к тестовой рамке. Панель содержит два вертикальных направляющих стержня и бесконтактный датчик перемещения. Испытательная пружина подвешивает платформу со сбалансированной массой, которая вибрирует (колеблется) вертикально в направляющих стержнях. Студенты устанавливают на платформу дополнительные массы, и для тестирования различных комбинаций систем предусмотрена вторая пружина.

Датчик перемещения 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.

Задняя панель имеет печатную шкалу. Студенты используют его с курсором на платформе, чтобы точно измерить удлинение пружины, показать закон Гука и найти постоянную пружины.

Студенты осторожно опускают платформу и отпускают, позволяя ей вибрировать. Затем они находят частоту колебаний и сравнивают ее с предсказанной теорией. TecQuipment калибрует датчики для работы с VDAS® (mkII) для отображения в реальном времени и сбора данных о колебаниях системы. Учащиеся используют программное обеспечение, чтобы увидеть формы волн смещения и ускорения, чтобы подтвердить разность фаз между ними и измерить частоту. Программное обеспечение рассчитывает и показывает первые две производные смещения - скорость и ускорение. Затем учащиеся могут одновременно увидеть и сравнить измеренное и полученное ускорение, чтобы подтвердить взаимосвязь.

TecQuipment специально разработало TM164 для работы с VDAS® (mkII). Однако при желании выходы датчика могут быть подключены к вашей собственной системе сбора данных или осциллографу.

Учащиеся могут установить дополнительный комплект демпфера (TM164a), чтобы проверить, как вязкое демпфирование влияет на колебания системы. Этот простой поршневой диск и цилиндр образуют демпфер приборной панели, который подходит к направляющим штокам под платформой. Работает с легко найденными нетоксичными жидкостями (не входят в комплект) для различных уровней демпфирования. Например: вода и растительное масло производят легкое демпфирование, в то время как касторовое масло производит сильное демпфирование. Студенты могут попробовать свои собственные жидкости (при условии, что они безопасны и не повредят оборудование) и свои собственные поршневые диски для работы над проектом. При использовании Damper Kit VDAS® может подгонять свои отображаемые данные для моделей с демпфированием с пониженной и пониженной вязкостью.

Примечание. Вы можете приобрести любое количество комплектов амортизаторов, чтобы сделать переключение между различными жидкостями более удобным.

Результаты обучения:

• Пружина растяжение и сила (пружина постоянная) и закон Гука
• Частота колебаний, постоянная пружины и переменная масса
• Разность фаз между смещением и его производными
• Сравнение измеренного и полученного ускорения
• Демпфирование и коэффициент колебаний (необходим дополнительный комплект демпфера)