VIBRACIÓN LIBRE DE UN SISTEMA MASA DE MUELLE Equipo didáctico Equipo de entrenamiento mecánico

TM164 VIBRACIÓN LIBRE DE UN SISTEMA DE MUELLE DE MASA Equipo didáctico Equipo de entrenamiento mecánico

VIBRACIÓN LIBRE DE UN SISTEMA DE MUELLE DE MASA
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 como:
• Movimiento armónico simple (SHM) y frecuencia de oscilación
• Constante de resorte y Ley de Hooke
• Amortiguación de oscilaciones
• Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas
Este producto se ajusta al marco de prueba resistente (TM160) para estudio o demostración.
El sistema masa-resorte es uno de los sistemas oscilatorios más fáciles de explicar. Esto se debe a que los estudiantes ya pueden estar familiarizados con la Ley de Hooke, que muestra que la fuerza ejercida por un resorte es proporcional a la extensión. Por lo tanto, los estudiantes pueden vincular fácilmente el movimiento armónico simple, definido como el movimiento oscilatorio donde la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento. Un panel posterior se fija al marco de prueba. El panel contiene dos varillas de guía verticales y un sensor de desplazamiento sin contacto. Un resorte de prueba suspende una plataforma de masa equilibrada que vibra (oscila) verticalmente en las varillas guía. Los estudiantes ajustan masas adicionales a la plataforma y se proporciona un segundo resorte para probar varias combinaciones de sistemas.
El sensor de desplazamiento mide las oscilaciones verticales de la plataforma. Un sensor adicional (acelerómetro) integrado en la plataforma mide la aceleración de la plataforma a medida que se mueve hacia arriba y hacia abajo. Ambos sensores miden el movimiento, pero crean una amortiguación insignificante.

El panel posterior tiene una escala impresa. Los estudiantes lo usan con un cursor en la plataforma para medir con precisión la extensión del resorte, mostrar la Ley de Hooke y encontrar la constante del resorte.
Los estudiantes tiran suavemente de la plataforma hacia abajo y la sueltan, permitiendo que vibre. Luego encuentran la frecuencia de oscilación y la comparan con la predicha por la teoría. Calibre los sensores para trabajar con VDAS® (mkII) para visualización en tiempo real y adquisición de datos de formas de onda de oscilación del sistema. Los estudiantes usan el software para ver las formas de onda de desplazamiento y aceleración para confirmar la diferencia de fase entre ellas y medir la frecuencia. El software calcula y muestra las dos primeras derivadas del desplazamiento: velocidad y aceleración. Luego, los estudiantes pueden ver y comparar la aceleración medida y derivada al mismo tiempo, para confirmar la relación.
Han diseñado específicamente el TM164 para trabajar con VDAS® (mkII). Sin embargo, las salidas del sensor se pueden conectar a su propio sistema de adquisición de datos u osciloscopio, si así lo desea.
Los estudiantes pueden instalar un kit amortiguador opcional (TM164a) para probar cómo la amortiguación viscosa afecta las oscilaciones del sistema. Este simple disco de pistón y cilindro forman un amortiguador de pistón que se ajusta a las varillas guía debajo de la plataforma. Funciona con fluidos no tóxicos fáciles de encontrar (no incluidos) para diferentes niveles de amortiguación. Por ejemplo: el agua y el aceite vegetal producirán una amortiguación ligera, mientras que el aceite de ricino produce una amortiguación fuerte. 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 kit amortiguador, VDAS® puede ajustar los datos mostrados a modelos de amortiguamiento viscoso subamortiguados y sobreamortiguados.
Nota: Puede comprar cualquier cantidad de kits de amortiguadores para que el cambio entre los distintos fluidos sea más conveniente.
LOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
• Extensión y fuerza del resorte (constante del resorte) y la ley de Hooke
• Frecuencia de oscilación, constante de resorte y masa variable
• Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas
• Comparación de la aceleración medida y derivada
• Amortiguación y coeficiente de oscilación (necesita el kit de amortiguación opcional)