Политов Евгений Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры механики, мехатроники и робототехники
Researcher ID: 176177
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Evgeny N. Politov, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor of Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
Researcher ID: 176177
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Рукавицын Александр Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры механики, мехатроники и робототехники
Researcher ID: 423663
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Alexander N. Rukavitsyn, Cand. of Sci. (Engineering),Associate Professor of Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
Researcher ID: 423663
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Ломас Арсиниега Вашингтон Патрисио, лаборант Центра Физики UCE (EC-170521)
г. Кито
Lomas Arsignega Washington Patricio, Laboratory Assistant at the USER Physics Center (EC-170521)
Quito
Теран Акоста Гильермо Рубен, доцент факультета философии, литературы и педагогических наук
г. Кито
Tiran Acosta Guillermo Ruben, Associate Professor of the Faculty of Philosophy, Literature and Pedagogical Sciences
Quito
Авалос Касканте Фаусто Эдуардо, доцент факультета инженерии и прикладных наук
г. Кито
Avalos Cascante Fausto Eduardo, Associate Professor, Faculty of Engineering and Applied Sciences
Quito
Пуэбла Пуэбла Рауль Эдуардо, доцент факультета инженерии и прикладных наук
г. Кито
Puebla Puebla Raul Eduardo, Associate Professor, Faculty of Engineering and Applied Sciences
Quito
Целью исследования является разработка макета экспериментальной установки, позволяющей проводить исследования с упругими элементами путем осуществления силового воздействия на них, а также автоматического сбора данных и их анализа, который позволяет определять коэффициент жесткости и исследовать простые гармонические колебания.
Методы. Разработанное устройство позволяет определять коэффициент упругости пружины двумя методами – статическим и динамическим. Динамический метод требует строгого соблюдения определенной методики экспериментальных исследований. При этом исследуемая система находится под действием восстанавливающей силы, прямо пропорциональной смещению, т.е. она представляет собой простой генератор гармонических колебаний. Создаваемый прототип экспериментальной установки включает в себя несущую конструкцию, систему управления, к который подключен ультразвуковой датчик измерения расстояния, и специальное мобильное приложение, позволяющее визуализировать и записывать результаты проведенных измерений в удобной для пользователя форме.
Результаты. Разработанный прототип позволяет определить деформацию пружины статическим и динамическим методами, а наличие специального мобильного приложения для устройств с операционной системой "Android" позволяет пользователю управлять устройством со своего мобильного телефона. Экспериментальное устройство позволяет визуализировать графически полученные данные и осуществляет их экспорт в файл переменных значений. Экспортированные показатели выводятся в табличной форме для последующей обработки с помощью статистических инструментов или приложений для численных вычислений.
Заключение. Повышение качества образовательного процесса студентов-физиков требует широкого внедрения в учебный процесс специального оборудования для проведения экспериментальных исследований. Специфика такого оборудования может охватывать различные разделы механики, в том числе кинематику, колебательное движение, удар, упругость и т. п.
Purpose of research. Is to develop a layout of an experimental setup that allows conducting research with elastic elements by exercising a force impact on them as well as automatic data collection and analysis, which allows determining the stiffness coefficient and investigating simple harmonic oscillations.
Methods. The developed device makes it possible to determine elasticity coefficient of the spring applying two methods – static and dynamic. The dynamic method requires strict adherence to a certain procedure of experimental stydy. In this case, the system under study is under the action of a restoring force directly proportional to the displacement, i.e. it is a simple generator of harmonic oscillations. The prototype of the experimental setup being created includes a supporting structure, a control system to which an ultrasonic distance measurement sensor is connected, and a special mobile application that allows visualizing and recording the results of measurements in a user-friendly form.
Results. The developed prototype makes it possible to determine spring deformation by static and dynamic methods; the presence of a special mobile application for devices with the Android operating system allows the user to control the device from his mobile phone. The experimental device allows visualizing the obtained data graphically and export them to a file of variable values. Exported values are displayed in tabular form for further processing using statistical tools or numerical computing applications.
Conclusion. To improve the quality of the educational and training process of physics students it is necessary to introduce special equipment for experimental research into the educational process. Such equipment can be applied in the studies conducted in various sections of mechanics, including kinematics, oscillatory motion, impact, elasticity, etc.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.