Dobrý den, já jsem Dave Vernier. Představím vám novou
Aparaturu pro studium deformací VSMT (Vernier Structures and Materials Tester).
Je navržena, aby vyvíjela sílu až 1000 N a zároveň měřila prohnutí (vychýlení) vlivem této síly.
Pojďme si předvést hlavní části.
Nahoře je podpěrný mechanizmus s těmito dvěma nosníky, které lze přesouvat.
Můžeme je tedy nastavit na jakoukoli vzdálenost, kterou testujeme.
Zde máme čidlo síly. Už jsme říkali, že má rozsah do 1000 N.
A zde dole je kolo, kterým otáčíme rukou. Tím posouváme siloměr dolu a vyvíjíme sílu.
Příjemnou věcí ale je, že současně obsahuje zařízení,
které měří výchylku s přesností na desetinu milimetru.
Dvě čidla, která aparatura obsahuje,
jsou stejná jako jakékoli jiné senzory, BTA a BTD.
Zapojíte je do kteréhokoli našeho rozhraní včetně LabQuestu2, původního LabQuestu, staršího LabPro
a nebo jako zde, použijete LabQuest Mini. Nyní tyhle dva zapojím.
Na počítači běží Logger Pro.
Vidíme, že program rozpoznal siloměr a máme tu graf závislosti síly na čase a číselný displej.
Jsme připraveni měřit data závislosti síly na čase.
Tentokrát bych ale chtěl dělat něco víc, proto načtu soubor, který jsem si již připravil.
Přidá mi několik dalších nastavení.
Konkrétně budu vykreslovat graf závislosti vychýlení na čase a současně i graf síly na čase.
Zároveň jsem sem umístil vstupní pole, kde mohu nastavit hmotnost mostu.
Vypočteme pak něco, čemu se říká účinnost, která udává, kolikrát most unese vlastní hmotnost.
Je to poměrně zajímavé číslo, podle kterého můžeme mosty srovnávat.
Máme připravený Logger Pro a skoro všechno je připraveno.
Pojďme si promluvit o tom, co byste mohli dělat v hodině konstrukčního inženýrství.
Já se domnívám, že správné by bylo začít nějakou jednoduchou věcí,
například nechat studenty testovat nosníky jako tento.
Jak pevný je v ohybu tímto směrem versus v ohybu po otočení.
A možná také nechat testovat věci jako: Jak pevná je tato konstrukce proti této konstrukci.
Já se teď ale omezím na testování skutečných mostů, které je vážně vzrušující.
Může být například vyvrcholením cvičení nebo projektem pro děti.
Aparatura se dodává s veškerým tímto příslušenstvím.
Jsou dva základní způsoby, jak lze mosty tlačit dolu.
Buďto použijete sponu tvaru U visící dolu s řetězem připojeným k siloměru, nebo tyč se závitem.
Já použiji tuto metodu - tyč se závitem přišroubovanou k horní části siloměru
a kovovou destičku na vrchu. Tam bychom ale měli nejdřív umístit most.
Dáme most sem a destičku navrch a budeme připraveni testovat.
Most je na místě. Kliknu na „Nulovat“, abych vynuloval sílu a vychýlení.
Při testování mostů doporučujeme použití bezpečnostních brýlí,
takže uposlechnu pokyny. Myslím, že jsme připraveni.
Klepnu na tlačítko „Start“ v Loggeru Pro a začnu působit silou otáčením kola.
Všimněte si rychle narůstající síly, i vychýlení narůstá.
Síla narůstá prudce.
Všimněte si automatického škálování, působí už veliká síla.
Zatím nevidím, že by něco povolovalo, ale slyším praskání.
Další praskání. A už povolil nahoře.
Náš most to má za sebou, takže skončím měření.
Musím ještě přidat historickou poznámku k této aparatuře.
Před čtyřiceti lety jsem byl učitelem fyziky a zařadil jsem soutěž ve stavění mostů,
abych hodinu trochu okořenil. Fyziku všichni požadovali za velmi nudnou.
Byla to trefa do černého a bylo to tak populární, že jsme měli problémy otestovat všechny mosty.
Vyzkoušel jsem každý systém, který mne napadl, včetně zavěšování závaží z posilovny na řetězy na mostech
Vyzkoušel jsem kbelíky a dosypávání písku.
Všechno to bylo nešikovné a pomalé a bylo obtížné dosáhnout výsledku.
Takže jsem začal experimentovat s držáky, které bych mohl připevnit a tlačit na ně shora,
což fungovalo skvěle a bylo rychlé, až na jednu věc: Jak změřit sílu, která působí?
Tak jsem začal experimentovat s tenzometry a mechanickými zesilovači.
Toto experimentování byl klíčový faktor pro vývoj Vernier Software and Technology.
A tak je trochu ironické, že o čtyřicet let později demonstruji tento produkt,
tuto aparaturu pro studium deformací Vernier Structures and Materials Tester.
Pro více informací navštivte http://vernier.cz/vsmt.