VIBRACIONES LIBRES DE UNA VIGA VOLADIZA

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
• Rigidez del haz
• El método de Rayleigh
• El método de Dunkerley
• Segundo momento de área
• Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas

Este producto se adapta al Armazón de Prueba robusto (TM160) para el estudio o la demostración. Una viga con la masa en el extremo funciona de forma similar a un sistema de masa de resorte - la rigidez de la viga simplemente reemplaza la rigidez del resorte. Sin embargo, en un sistema de masa de resorte, normalmente asumimos un resorte 'ligero' en comparación con la masa. La viga en voladizo vibrante, examina lo que ocurre si el elemento de resorte (la viga en este caso) no es ligero. Además, se examina una viga (sin punta de masa) como un sistema completo autónomo, formando la masa y el resorte. La viga en voladizo vibrante forma un ejemplo simple y altamente visual, de oscilaciones que pueden ocurrir en estructuras reales, como las alas de los aviones. Un panel posterior se fija en el Armazón de Prueba. El panel sostiene una abrazadera robusta y dos correderas. La abrazadera sostiene la viga. Los estudiantes usan la abrazadera para ajustar la longitud oscilante del voladizo. Las abrazaderas tienen un sensor sin contacto que mide las oscilaciones al final del voladizo. El sensor no tiene contacto físico con la viga, para un amortiguamiento insignificante. El panel posterior tiene una escala impresa. Los estudiantes lo usan para ajustar la longitud de la viga con precisión. El producto incluye dos vigas; Una viga simple y una viga con punta de masa. Los estudiantes pueden agregar "punta de masa" extra a la segunda viga, para probar cómo afecta las oscilaciones. Los estudiantes tiran del extremo del voladizo hacia abajo y lo liberan, permitiéndole vibrar. Luego encuentran la frecuencia de oscilación y la comparan con la predicha por la teoría. Los estudiantes prueban la viga con una punta de masa variable, cambiando la relación entre la masa de la punta y la masa de la viga. Ellos descubren que para la mayoría de las proporciones, la suposición de que la viga es 'ligero' puede no dar predicciones precisas de la frecuencia de oscilación. Entones ellos aprenden cómo el método de Rayleigh, mejora la predicción general. También utilizan el método de Dunkerley para predecir la frecuencia natural de la viga, solamente comparando este valor con el encontrado por otros métodos. El panel posterior se fija en ambas direcciones horizontal y vertical, para permitir a los estudiantes poder probar las vigas en ambas posiciones. TecQuipment calibra el sensor de desplazamiento para trabajar con el Sistema Versátil de Adquisición de Datos VDAS (mkII), para la visualización en tiempo real y adquisición de datos del sistema de oscilación de forma de ondas. 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 TM166 para trabajar con VDAS (mkII). Sin embargo, la salida del sensor puede conectarse a su propio sistema de adquisición de datos o al osciloscopio si lo desea.