VIBRATION LIBRE D'UN SYSTÈME DE RESSORT DE MASSE Matériel didactique Matériel de formation mécanique

TM164 VIBRATION LIBRE D'UN SYSTÈME À RESSORT DE MASSE Matériel didactique Matériel de formation mécanique

VIBRATION LIBRE D'UN SYSTÈME DE RESSORT DE MASSE
Ce produit fait partie d'une gamme qui explore les vibrations libres dans des systèmes simples à « un degré de liberté ».
Il initie les étudiants à des termes scientifiques clés tels que:
• Mouvement harmonique simple (SHM) et fréquence d'oscillation
• Constante de ressort et loi de Hooke
• Amortissement des oscillations
• Différence de phase entre le déplacement et ses dérivés
Ce produit s'adapte au cadre de test robuste (TM160) pour étude ou démonstration.
Le système masse-ressort est l'un des systèmes oscillatoires les plus facilement explicables. En effet, les élèves connaissent peut-être déjà la loi de Hooke, montrant que la force exercée par un ressort est proportionnelle à l'extension. Par conséquent, les élèves peuvent facilement faire le lien avec le mouvement harmonique simple - défini comme le mouvement oscillatoire où la force de rappel est proportionnelle au déplacement. Un panneau arrière se fixe au cadre de test. Le panneau contient deux tiges de guidage verticales et un capteur de déplacement sans contact. Un ressort d'essai suspend une plate-forme de masse équilibrée qui vibre (oscille) verticalement dans les tiges de guidage. Les étudiants installent des masses supplémentaires sur la plate-forme et un deuxième ressort est fourni pour tester diverses combinaisons de systèmes.
Le capteur de déplacement mesure les oscillations verticales de la plate-forme. Un capteur supplémentaire (accéléromètre) intégré à la plate-forme mesure l'accélération de la plate-forme lorsqu'elle monte et descend. Les deux capteurs mesurent le mouvement, mais créent un amortissement négligeable.

Le panneau arrière a une échelle imprimée. Les élèves l'utilisent avec un curseur sur la plate-forme pour mesurer avec précision l'extension du ressort, pour montrer la loi de Hooke et trouver la constante du ressort.
Les élèves tirent doucement la plate-forme vers le bas et la relâchent, lui permettant de vibrer. Ils trouvent ensuite la fréquence d'oscillation et la comparent à celle prédite par la théorie. Étalonnez les capteurs pour qu'ils fonctionnent avec VDAS® (mkII) pour l'affichage en temps réel et l'acquisition de données des formes d'onde d'oscillation du système. Les élèves utilisent le logiciel pour voir à la fois les formes d'onde de déplacement et d'accélération afin de confirmer la différence de phase entre elles et de mesurer la fréquence. Le logiciel calcule et affiche les deux premières dérivées du déplacement - la vitesse et l'accélération. Les élèves peuvent alors voir et comparer à la fois l'accélération mesurée et dérivée en même temps, pour confirmer la relation.
A spécifiquement conçu le TM164 pour fonctionner avec VDAS® (mkII). Cependant, les sorties du capteur peuvent être connectées à votre propre système d'acquisition de données ou oscilloscope si vous le souhaitez.
Les étudiants peuvent installer un kit d'amortisseur en option (TM164a) pour tester l'impact de l'amortissement visqueux sur les oscillations du système. Ce simple disque de piston et ce cylindre forment un amortisseur dash-pot qui s'adapte aux tiges de guidage sous la plate-forme. Il fonctionne avec des fluides non toxiques faciles à trouver (non fournis) pour différents niveaux d'amortissement. Par exemple : l'eau et l'huile végétale produiront un amortissement léger, tandis que l'huile de ricin produira un amortissement important. Les étudiants peuvent essayer leurs propres fluides (à condition qu'ils soient sûrs et n'endommagent pas l'équipement) et leurs propres disques de piston pour le travail du projet. Lors de l'utilisation du kit d'amortisseur, VDAS® peut adapter ses données affichées aux modèles d'amortissement visqueux sous-amortis et suramortis.
Remarque : Vous pouvez acheter n'importe quel nombre de kits d'amortisseurs pour faciliter le changement entre les différents fluides.
RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE
• Extension et force du ressort (constante du ressort) et loi de Hooke
• Fréquence d'oscillation, constante du ressort et masse variable
• Différence de phase entre le déplacement et ses dérivés
• Comparaison de l'accélération mesurée et dérivée
• Amortissement et coefficient d'oscillation (nécessite un kit d'amortissement en option)