진동실험 쿨롱 감쇠 측정 실험 보고서(마찰 감쇠로 인한 감쇠비와 감쇠 계수 측정 실험)

목차

1. 실험 개요
2. 실험 목적
3. 실험 배경
4. 실험 방법 및 유의 사항
5. 실험 결과
6. 실험 고찰
7. 실험 결론

본문내용

1. 실험 개요
실험 제목 : 자유 진동을 통한 쿨롱 감쇠 측정 실험
시험 일시 : 2020년 11월 21일
실험 장소 : 실험실 000호
실험자 : 홍길동
보고서 작성자 : 홍길동

2. 실험 목적
이 실험은 자유 진동을 하는 물체에서 발생하는 마찰에 의한 쿨롱 감쇠(Coulomb damping)을 측정하는 실험이다. 지난 실험을 통해 자유 진동을 하는 스프링 – 질량 시스템의 질량과 스프링 상수를 구하는 실험의 데이터를 통해 쿨롱 감쇠가 얼마나 일어나는지 확인해본다. 따라서 감쇠 계산에 필요한 데이터는 지난 실험에서 구한 값으로 한다. 이 실험에서는 스프링 – 질량체 시스템에 초기 변위를 줌으로써 자유 진동을 시키고, 이때 측정되는 진폭 감쇠량을 이용하여 쿨롱 감쇠 계수를 계산한다. 이후 질량을 추가하여 진폭 변화량을 추가로 구하고 질량 차이에 따른 쿨롱 감쇠 계수의 차이를 구한다. 이 실험을 통해 점성 감쇠가 없는 시스템에서도 자유 진동이 무한히 진동하지 않는 이유에 대해 고찰해보고, 실제 시스템에서 일어나는 감쇠를 이해하는 데에 도움이 될 것이다.

3. 실험 배경
3.1 실험 배경 이론
실험에는 질량 – 스프링 계의 자유 진동 모델을 구현한 기구가 사용된다, 이에 따른 자유 물체도는 Fig. 1과 같다. 이때 실제 실험 기구에서 발생하는 축과 베어링 사이의 마찰을 바닥에서 발생하는 마찰로 가정한다.
감쇠가 있는 자유 진동에 대한 운동 방정식은 식 (1)과 같다. (1)번 식에 질량을 나눠 일반식을 구하면 식 (2)와 같다.

참고 자료

없음