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利用懸臂梁振動探討物體與黏滯流體交互作用力之關係 Taiwan
本研究以量測物理振動,進而造成與黏性物質碰撞,探討產生的動態表現與物質黏度間的關係。更進一步說明:利用3D列印設計機構,使鋁尺作簡諧運動,與聚乙烯醇與水混合的黏性物質碰撞,以雷射位移計測量鋁尺的振幅波形並分析。調整黏膠中聚乙烯醇與水的比例使液體黏度改變,並以單自由度運動方程式探討鋁尺於不同黏滯度下的運動行為,發現鋁尺黏滯時間、脫離黏膠的速度與聚乙烯醇之濃度呈正相關,代表可利用量測黏滯時間、脫離黏膠的速度來推測物質的濃度。加速度因同時受時間、速度影響,不與聚乙烯醇濃度呈正相關。以快速傅立葉變換處理受不同黏滯物作用的數據,發現波形由簡諧運動的頻率與鋁尺共振的自然頻率組成,不因黏滯阻尼而改變。以振動器改變鋁尺振動頻率,發現鋁尺傾向振動的頻率為其自然頻率,符合以歐拉-伯努力方程式推導出之自然頻率。