롤러코스터 동역학적 분석(마찰있음)

소개

곡면에 대한 마찰계수를 적용하여 풀었습니다. 원구간에서 마찰계수가 있을경우 상당히 복잡한 식이 되는데 여러가지로 접근했습니다.결론적으로 컴퓨터를 이용하여 해석을 하였습니다. 곡면 마찰계수 원심력 접선가속도 법선가속도 순간속력 모두 포함했습니다. 스스로 상당히 좋은 자료라고 생각되어 올립니다.

목차

간단한 목차
주제선정 배경 -> 직선구간의 롤러코스터 운동 ->
곡선구간의 롤러코스터 운동 -> 결과 -> 매틀랩수식 -> 고찰

본문내용

롤러코스터 선정 배경
놀이동산에 갔을 때 가장 눈에 띄는 기구는 바로 롤러코스터 입니다. 그 롤러코스터가 어떤 원리로 움직일까? 왜 롤러코스터는 회전을 마구 하는데도 떨어지지 않을까? 하는 의문들은 공학도라면 한번 정도는 가져보았을 것입니다. 그래서 이번 동역학 term project를 기회삼아 자세하게 분석해 보았습니다. 롤러코스터는 동역학 문제나 물리 문제에서 많이 다루는 주제입니다. 하지만 그동안 보아온 문제들은 마찰력을 제거한 문제가 대부분이었습니다. 그래서 마찰력을 넣어 문제를 풀 수 있는지 호기심이 생겼습니다. 그래서 이번 주제로 삼았습니다.
직선구간에서 롤러코스터의 운동
① 직선구간 - 뉴튼 제 2법칙
F = ma = msin - mcos
∴ a = msin - cos (일정) 등가속도 운동을 한다.
v² - v0² = 2as 가속도 식에 대입.
v² = v0² + 2(gsin - μcos)(-0)
∴ v = · · · ①
② 직선구간 - 에너지 보존 법칙





>> gird
고 찰
동역학과목은 우리에게 호기심을 불러일으킨다. 처음 접해보는 수식들은 우리에게 다소 생소하지만 동학역이라는 분야에 대한 호기심이란 정말 대단한 것이었다. 이번 텀프로젝트도 그러하다. 우리들의 생각과 다른 팀들의 생각을 서로 맞대어 비교해 보고 좋은 것을 가려내고 그러면서 느끼는 것은 참으로 우리에게 없어서는 안 될 소중한 시간이었다. 그리고 이번에 우리가 도전하게 된 프로젝트 내용 또한 상당한 수준의 것이기 때문에 우리에게 학업성취에 있어서도 많은 도움이 되었다. 이번 프로젝트는 롤러코스터를 동역학적으로 분석한 것이다. 처음 아이디어 회의에서 ‘홈런타자의 비거리’ ‘당구공의 운동량과 충격량’ ‘자동차 커브길 주행에 있어 원심력을 줄이는 장치’등 정말 너무나도 다양한 아이디어가 나왔는데 최종적으로 ‘롤러코스터’를 선정하게 되었다. 왜냐하면 ‘롤러코스터’는 우리가 동역학 문제를 풀어보면서 많이 접해본 모델이지만 그 문제의 대부분은‘마찰력’을 무시한 모델이었기 때문에, 실제 마찰이 작용하는 롤러코스터의 움직임과 많은 차이가 있을 것이라고 판단하였다.

참고자료

· 없음