동역학실험

최초 등록일
2010.05.08
최종 저작일
2009.11
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동역학실험 3가지의 목적, 이론, 방법, 데이터 및 고찰

목차

질량 관성모멘트의 측정
스프링상수 측정: 비틀림 봉(Torsion Bar)
비선형진동의 이해를 위한 실험 : 단진자(Simple Pendulum)

Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 실험이론
Ⅲ. 실험방법
Ⅳ.실험 측정 데이터 SHEET
Ⅴ. 결과 및 고찰

본문내용

그림과 같이 미소 질량 dm이 축을 자유롭게 회전할 수 있는 가지(질량을 무시할 수 있는) 끝에 집중돼 있다고 고려해보자. 이러한 시스템에 정지한 상태에서 짝힘을 가해주게 되면, 가지와 미소질량 dm은 회전축을 중심으로 회전하게 될 것이다. 현 상태에서 주어진 회전 속도에 도달하는데 걸리는 시간을 나타내고 싶을 때 dm과 가지의 길이(축과의 거리) r의 제곱의 곱으로 표현할 수 있다. 그러므로 r²×dm은 이 시스템의 관성의 크기를 나타낸다. 즉, 우리가 이 시스템을 움직였을 때 시스템에서 발생하는 저항의 크기를 나타내는 것이다. 이러한 이유로 r²×dm을 회전축에 대한 미소질량 dm의 관성 모멘트라고 부른다.



Ⅴ. 결과 및 고찰
이론값을 구하는 과정에서 비선형 방정식이었던 단진자의 운동방정식을 바꾸는 과정에서 θ를 매우 작은 값이라고 가정을 하였다. 그러면 실험시 각도를 크게 할수록 실제와 이론이 맞지 않을 것이라는 예측을 하게 된다. 이것은 비선형 방정식을 선형화 하는 과정 자체에서 발생하는 오차와 그것이 각도가 커질수록 클 수밖에 없는 과정이라 예상된다. 하지만 실제 실험 결과에서는 약간 어긋나게 나왔다. 이것은 결과적인 고유진동수의 값을 통해 예측해 보면 중간 45° 각도로 실험을 할 때 오차가 커진 것 같다. 역시 이 오차의 원인도 시편의 크기 측정시 발생하는 관찰오차 시간 측정시 생기는 오차 등이 그 원인이라 할 수 있겠다.

참고 자료

Mechanical Design / Ansel C. Ugural / McGraw Hill / 2005

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