Contact time at impact of spheres on large thin plates

Müller, Peter E.; Böttcher, Ronny; Russell, Alexander; Trüe, Michael; Aman, Sergej; Tomas, Jürgen

doi:10.1016/j.apt.2016.04.011

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“…There is a substantial amount of methods for measuring collisional properties, particularly the contact time [13]. When two conducting materials are used, it is a reasonable way to measure the contact time by considering the contact as a switch, when colliding objects are connected in an electric circuit [2], [15], [16], [17], [18], [19].…”

Section: Contact Time Measuring Techniquesmentioning

confidence: 99%

“…Of these, PZ sensors are the most sensitive [30], making them particularly useful to detect low momentum-transfer impacts. Ball-rod [18], [27] and ball-plate [7], [8], [9], [10], [19], [31], [32], [33] experiments involving the detection of ballimpact-induced elastic waves were realized. Long-enough rods allow the elimination of the disturbance caused by the wave reflections.…”

Section: Contact Time Measuring Techniquesmentioning

confidence: 99%

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Optical Detection of Impact Contact Times with a Beam Deflection Probe

2017

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We present an optical detection technique, called the beam deflection probe, to accurately measure contact times of normal-incidence impacts of steel and sapphire spheres with a transparent glass block. It exploits the deformation of the area that is in a mechanical touch during the rebound. The deformation of the surface acts as a dynamic contact mirror. When illuminated by a laser beam, total internal reflection takes place at the contact mirror, the beam is deflected from it, and its angular deflection history is monitored by a quadrant photodiode. A simple threshold-level data processing of the photodiode signals is used to determine the impact duration. It is shown that the shape of the signal is highly dependent on the location of the impact relative to the center of the laser-beam illuminated area while the determination of the contact time does not depend on the impact position. Using an automated ball release mechanism, the contact time of low-velocity impacts was measured for various ball diameters and approach velocities conforming to the Hertz contact theory. The proposed optical detection of contact times supplements the existing measurement techniques and represents the only alternative to the piezoelectric detection when contact times are to be measured on the microsecond scale.

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Section: Contact Time Measuring Techniquesmentioning

confidence: 99%

Section: Contact Time Measuring Techniquesmentioning

confidence: 99%

Optical Detection of Impact Contact Times with a Beam Deflection Probe

2017

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“…As medições, tanto das alturas, como das velocidades, podem ser realizadas usando-se técnicasópticas [6,19] ou imagens [20,21]. O tempo necessário para inversão da velocidade (ou sentido de deslocamento) tambémé uma grandeza importante no estudo das colisões e pode ser medido a partir de experimentos com dispositivos piezelétricos [11,12], imagens de alta velocidade [11,20] ou contato elétrico [11,22]. A deformação da bola durante o impacto (compliance) e determinada pelaárea de contato na forma de círculo que decorre da deformação da bola ao chocar-se com a superfície plana (Equação 7).…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

“…As marcas deixadas no papel apresentaram formas circulares e uniformes, cujo diâmetro foi medido com uma régua comum. Foram feitos testes preliminares que indicaram que a presença da folha de papel não altera a marca de tinta resultante do contato [22]. A incerteza da mediçãoé de ±0,5 mm.…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

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Proposta experimental do estudo de colisões entre bolas de borracha e superfície plana

Arnold

Godeny

Costa

et al. 2017

Rev. Bras. Ensino Fís.

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O estudo sobre a conservação do momento linear e as forças impulsivas nos cursos introdutórios de física tem abordagem baseada na colisão de objetos que se comportam como partículas. Neste trabalho busca-se por um aprofundamento no tema, introduzindo-se atividades experimentais direcionadas para laboratórios de ensino de física em que se considera a colisão entre uma bola de borracha e uma superfície rígida e plana. Estes experimentos permitem investigar características da colisão, tais como o tempo de impacto, a força impulsiva, a área de contato e o coeficiente de restituição. A modelagem, baseada na teoria de Hertz, inclui as propriedades elásticas da bola. Os resultados experimentais são comparados com valores teóricos provenientes do tratamento convencional (desconsiderando a deformação dos corpos) e da teoria de Hertz. Também são fornecidas indicações sobre a elaboração de experimentos visando aprimoramentos por parte de professores e alunos.

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Review on the research of contact parameters calibration of particle system

Wang

et al. 2022

J Mech Sci Technol

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Contact time at impact of spheres on large thin plates

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Optical Detection of Impact Contact Times with a Beam Deflection Probe

Optical Detection of Impact Contact Times with a Beam Deflection Probe

Proposta experimental do estudo de colisões entre bolas de borracha e superfície plana

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