기계공학실험 진동실험 레포트

목차

1. 실험 이론
2. 실험 방법
3. 실험 결과
4. 실험결과 분석 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

1) 실험 목적
이번 실험의 목적은 단 진자에서 줄의 길이와 추의 질량에 따른 진동주기와 진동각도와 관계를 이해하고 직접 측정함으로써 진자의 운동방정식을 통한 이론값과 측정값을 비교하고, 중력가속도를 계산하여 비교함으로 진자의 운동에 대해 이해하는 실험이다.
또한 실험을 통해 진자의 역학적에너지 보존법칙 즉 운동에너지와 위치에너지의 변화를 확인하며 역학적에너지 보존을 확인할 수 있다.

2) 실험이론
1. 중력 가속도
지구의 중력에 의해 발생하는 가속도를 의미하며 단진자운동에서 중요한 역할을 한다, 단진자운동에서는 한 점으로부터 물체를 매달아 놓았을 때 그 물체는 수직선상에서 운동을 하게 되며 이때 중력은 항상 수직(지구중심) 방향을 향하므로, 이를 상쇄 시킬만 한 힘이 진자운동에서는 작용하지 않기 때문에 운동방향과 직각인 방향으로만 중력이 작용하게 된다. 따라서, 단진자운동에서 중력은 주기적을 운동 방향에 대해 바뀌는 속도 및 가속도를 만들어내는 주요한 역할을 하게 된다.
(중력가속도는 고도에 따라 다른 값을 갖게되고 이번실험에서는 g = 9.81m/s2을 사용)

2. 역학적에너지 보존 법칙
역학적에너지 보존법칙은 뉴턴의 법칙에서부터 파생된 법칙이며, 질점의 위치에너지와 운동에너지의 합은 항상 일정하다는 것이다.
단진자에서 역학적에너지 보존 법칙으로 운동방정식을 얻을 수 있다.
우선 몇 가지 가정이 필요하다,

4. 고유 진동수
고유 진동수는 외부 강제력이 없거나 작용이 무시할 수 있을 정도로 작은 경우에 주어진 시스템이 자유롭게 진동할 때 나타나는 고유한 진동 주파수를 의미한다. 일반적으로, 고유 진동수는 시스템의 질량, 강성 등 물리적인 특성에 의해 결정

참고자료

· Daniel J. Inman, Engineering vibration, pearson, (2015), pp.3~22
· 강준희, 김병훈, 김준호등, 일발 물리학 실험, 북스힐, (2019), pp.124~127
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