[기계공학실험]동역학실험보고서

소개글

기계공학실험 중에 고체실험인 동역학실험보고서입니다.

목차

실험 결과 보고서
Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 실험이론
Ⅲ. 실험방법 및 측정치


실험 측정 데이터 SHEET
Ⅰ. Moment of Inertia
Ⅱ. Torsion-Bar
Ⅲ. Simple Pendulum
Ⅳ. 결과 및 고찰
Ⅴ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 실험목적

1. 질량 관성모멘트의 측정
물체의 중요한 동적 특성 중의 하나인 질량 관성모멘트의 수학적․물리적인 개념을 이해하고, 적분이 곤란한 복잡한 형상의 질량 관성모멘트를 실험에 의해 구하는 방법을 배운다.

2. 스프링상수 측정 : 비틀림 봉(Torsion Bar)
비틀림 봉(torsion bar)의 스프링상수 κ를 실험에 의해서 구한 결과와 재료역학적 방법으로 구한 결과를 비교하여 계의 진동특성을 파악한다.

3. 비선형진동의 이해를 위한 실험 : 단진자(Simple Pendulum)
단진자의 변위 θ가 작을 경우와 클 경우의 고유진동수 값을 실험치와 이론치를 비교하여 선형계과 비선형계의 차이점을 이해한다.

Ⅱ. 실험이론
1. 질량 관성모멘트의 계산법
호의 길이를 생각해보면 의 관계를 확인할 수 있다. 좌우로 진동하는 시편의 무게가 양 끝에 집중되어 있고 무게가 없는 bar로 이어져 있다고 가정한다.
(m:시편의 질량)
이제 한쪽 끝에서의 FBD(free body diagram)을 생각해본다.
T : 장력
F : 시편이 좌우로 진동할 때 tangential gorce
: 중력방향 힘
이므로 , 가 작다고 가정하면 이므로 (1)식에서 이므로 (2) 시편의 회전운동에 대한 운동방정식은 (3) , (2)식을 (3)식에 대입하고 정리하면
(4)
단진자의 운동방정식에서 설명했던 것처럼 (4)식의 밑줄 친 부분이 시편의 고유진동수의 제곱에 해당한다.

(5) (실험식)
2. 비틀림 봉(Torsion Bar)의 스프링상수 계산법

참고 자료

없음