Bộ kẹp mềm hoạt động như thế nào?
Bộ kẹp gồm hai “ngón tay” mềm nối với một ống tiêm qua ống dẫn khí. Khi đẩy pít-tông, không khí đi vào các ngón tay và làm chúng biến dạng. Nếu một mặt của mỗi ngón được gia cường để ít giãn hơn mặt còn lại, ngón có thể cong về phía mặt được gia cường. Đặt hai mặt đó hướng vào nhau sẽ giúp bộ kẹp ôm lấy vật.
Trong hoạt động này, ta đo khả năng giữ vật trước khi trượt, không đo trực tiếp lực ép của các ngón lên vật. Độ bám còn phụ thuộc vào hình dạng, bề mặt và khối lượng của vật.
Chuẩn bị vật liệu và lưu ý an toàn
Chuẩn bị một ống tiêm nhựa không gắn kim, ống dẫn khí mềm, đầu nối chữ Y, hai đoạn ống mềm có thành mỏng để làm ngón tay, vật liệu để bịt kín đầu ống, băng dính ít co giãn, một tấm bìa cứng làm khung và dây buộc. Chọn các chi tiết có kích thước khớp nhau để mối nối không dễ tuột.
Để thử nghiệm, dùng vài vật nhẹ, khó vỡ và không có cạnh sắc, chẳng hạn khối xốp, cục tẩy và hộp nhựa nhỏ. Nếu có lực kế lò xo phù hợp với vật nhẹ, bạn có thể dùng nó để đo lực kéo. Không dùng kim tiêm, không hướng đầu ống vào mặt và không tiếp tục đẩy pít-tông khi ngón tay đã căng mạnh hoặc mối nối có dấu hiệu bật ra. Trẻ nhỏ cần người lớn hỗ trợ khi cắt và lắp các chi tiết.
Lắp hai ngón tay có thể uốn cong
Cắt hai đoạn ống mềm dài bằng nhau và bịt kín một đầu của mỗi đoạn. Dán một dải băng ít co giãn dọc theo một mặt của từng đoạn ống; để phần ống còn lại có thể giãn. Gắn hai đầu mở vào hai nhánh của đầu nối chữ Y, rồi nối nhánh còn lại với ống tiêm.
Cố định hai ngón lên khung bìa, chừa phần đầu ngón tự do chuyển động. Đặt mặt có băng dính của hai ngón hướng vào khoảng trống giữa chúng. Đẩy pít-tông từ từ để quan sát: nếu các ngón cong ra ngoài, hãy kiểm tra lại hướng lắp. Nếu chúng hầu như không chuyển động, kiểm tra chỗ rò khí và độ mềm của ống thay vì đẩy mạnh hơn.
Chọn vật và đặt câu hỏi thử nghiệm
Trước khi thử, ghi lại tên vật, khối lượng nếu đo được, kích thước gần đúng và đặc điểm bề mặt như nhẵn, nhám hoặc dễ biến dạng. Một câu hỏi cụ thể là: “Ở cùng mức đẩy pít-tông, vật nào cần lực kéo lớn hơn mới tuột khỏi bộ kẹp?”
Đánh dấu một vị trí trên thân ống tiêm để mỗi lần thử đều đẩy pít-tông đến cùng mức. Giữ cố định khoảng cách ban đầu giữa hai ngón, vị trí tiếp xúc trên vật và cách đặt bộ kẹp. Những điều kiện này giúp các lần thử dễ so sánh hơn, dù các vật khác nhau vẫn có khối lượng và hình dạng khác nhau.
Đo khả năng giữ vật
Đặt một vật giữa hai ngón, đẩy pít-tông đến vạch đã chọn rồi nhấc vật lên một khoảng thấp trên mặt bàn. Nếu vật không được giữ ổn định, ghi “không giữ được” thay vì tăng áp lực riêng cho vật đó.
Nếu vật có điểm móc chắc chắn, móc lực kế vào vật và kéo thẳng xuống thật chậm. Ghi số chỉ ngay trước khi vật bắt đầu trượt; giữ vật gần mặt bàn để hạn chế rơi. Số chỉ này là lực kéo thêm tác dụng lên vật, không phải lực kẹp trực tiếp. Thử ít nhất ba lần với mỗi vật, đưa pít-tông về vị trí ban đầu giữa các lần thử và ghi cả những lần vật tuột trước khi kéo.
Đọc kết quả và cải tiến thiết kế
Lập bảng gồm tên vật, đặc điểm bề mặt, khối lượng, kết quả từng lần thử và giá trị giữa của các lần đo hợp lệ. Chỉ so sánh số chỉ lực kế giữa các lần dùng cùng cách kéo. Một vật bám tốt hơn có thể do bề mặt tạo ma sát lớn hơn hoặc hình dạng giúp ngón ôm chắc hơn; kết quả không đủ để kết luận ngón đã ép vật bằng lực lớn hơn.
Chọn một thay đổi để thử tiếp, chẳng hạn tăng diện tích tiếp xúc bằng miếng đệm mềm hoặc chỉnh khoảng cách giữa hai ngón. Giữ nguyên các điều kiện khác rồi lặp lại phép đo. Nếu kết quả thay đổi, hãy giải thích thay đổi đó cùng với giới hạn của phép thử, đặc biệt là sự khác biệt về khối lượng và hình dạng giữa các vật.
