En esta práctica van a intentar obtener experimentalmente un valor del módulo de elasticidad (módulo de Young) de distintos metales usando un método dinámico: la idea es estudiar las oscilaciones libres de una varilla sujeta a condiciones de contorno particulares (un extremo libre y otro empotrado en un soporte, a esta configuración se la denomina viga en voladizo). A partir de la(s) frecuencias(s) de oscilación del sistema y de acuerdo al modelo propuesto, se puede estimar el módulo de Young. Es un experimento equivalente al de obtener la constante elástica de un resorte a partir de su frecuencia de oscilación al tener una masa suspendida en su extremo.
En el experimento tendrán que obtener un registro de la posición de la varilla en un punto particular, respecto de su posición de equilibrio. Para ello usarán un registro óptico, en el cual la varilla al oscilar bloquea parcialmente un haz de luz que incide sobre un detector de intensidad de luz (fotodiodo): la intensidad de luz registrada dependerá de la posición instantánea de la varilla. Idealmente esta dependencia debería ser lineal, pero una serie de factores experimentales siempre presentes en mayor o menor medida podrían distorsionar esta dependencia. La señal del fotodiodo se digitaliza con alguno de los equipos disponibles en el laboratorio y posteriormente se analiza para extraer información de la dinámica del proceso. Para analizar estas series temporales vamos a emplear un algoritmo eficiente para calcular la Transformada de Fourier de una serie discreta: la FFT o transformada rápida de Fourier. Esta práctica intenta introducir métodos de estudio de características espectrales de series temporales, es decir, estudiar procesos en el dominio de frecuencia. El énfasis en esta cátedra está puesto en el manejo de herramientas para la obtención y análisis de datos
Para esta práctica preparamos una serie de material escrito y audiovisual, al que pueden acceder desde los enlaces de abajo. El orden de acción es:
- Leer la guía de la práctica (es la práctica tradicional, donde se plantean el método estático y el dinámico)
- Mirar las charlas: primera parte: vibraciones de una viga + FFT; segunda parte: algunos ejemplos concretos de aplicación de la FFT
- Repasar las diapos de las charlas
- Hacer los ejercicios propuestos (en el cuaderno). Los links de estos archivos pueden no funcionar desde el visor de la nube del DF: si es así, bajen el archivo a su pc y ábranlo desde ahí.
- Consultar
- Asistir al laboratorio con una idea general del experimento
Todo el material de la práctica está en esta carpeta. Se incluye material adicional como bibliografía usada para las diapos. Los ejemplos de código para cálculo de FFT están acá, y los ejemplos y herramientas para comunicarse con los instrumentos de adquisición de datos están acá.
Enlaces adicionales:
- Github de Marcelo Luda con un documento sobre adquisición remota con python
- Github de Diego Shalom con montones de muestra de código para comunicarse con instrumentos (octave/matlab y python)
