복합진자 자유진동 실험보고서

소개

기계자동차공학실험1

실험F 복합진자 자유진동 실험보고서입니다.

목차

1. 서론
-실험목적
-용어정리
-충격중심 용어정리 및 사례

2. 본론
-운동방정식 유도
-고유진동수 계산

3. 결론 및 고찰
-결과분석
-고찰

4. 참고문헌

본문내용

1.서론
(1)실험목적
기계나 구조물을 설치하고 제작함에 있어 그것의 고유특성 뿐 아니라 주기적, 비주기적 외력과
충격 등에 견딜 수 있게 하려면 그 기계의 특성 또한 알아야 한다. 이 실험에서는 복합진자모델
의 회전중심과 질량중심,그리고 충격중심에 대해 이해하고 운동방정식을 유도하여 고유진동수를 계산하고, 실험을 통하여 그 값을 검증한다.
(2)용어정리
-고유진동수:진동체의 기준이 되는 진동으로 그 계만이 가지고 있는 특정한 진동수(㎐, ㎮)
-공진:진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 큰 진폭의 진동이
발생하는 현상
-감쇠:진동계에서 마찰이나 저항에 따른 에너지의 손실
(3)충격중심의 정의와 활용사례
1)충격중심(Center of percussion)
질량중심을 지나는 고정축에 평행하게 이동시킨 지점이다. 질량중심이 아닌 곳에 힘을 가하면
병진운동과 회전운동이 동시에 발생한다. 그런데 물체에 작용하는 모든 힘의 합력이 통과하여 물체 자체의 병진운동과 회전운동이 상쇄되며,모든 힘의 모멘트 합이 항상 0이 되는 지점이
있는데, 이 지점을 충격중심이라 한다. 회전 반작용의 영향이 거의 없어 외부의 힘(충격력)을 최소화할 수 있으며 여러 분야에 활용된다.
2)활용사례
①미닫이문 손잡이
미닫이문의 손잡이는 충격중심에 가깝게 위치한다. 그 이유는 회전축의 반작용을 최소화하여 문을
상대적으로 적은 힘으로도 열고 닫을 수 있고 회전축에 작용하는 힘을 적게하는 효과로 오랫동안
문을 사용할 수 있기 때문이다.

<중 략>

영향을 주었고, 실험과정에서 정상상태 지점이나 시간의 측정이 잘 이루어 진 것으로 생각한다.
동역학 수업을 통해 미리 접했던 타격중심, 즉 충격중심은 충격에 의한 회전 반력을 최소화하여 주는 지점이다. 충격중심 이론에 의해 동일한 충격을 계산된 q(회전중심과 충격중심사이의 거리) 에 가했을 때와 다른 지점에 가했을 때 시편의 진자운동 형태의 변화를 관찰하고 싶었고, 충격
중심에 충격을 가했을 때 반력이 줄어듦에 따라 진자운동이 더 활발하게 진행되는 것을 예측해
볼 수 있었다. 전체적으로 고유진동수를 측정하는 실험을 하면서, 이와 일치하는 진동수의 외력 이 주어졌을 때 그 진동의 진폭이 크게 증가되는 공진현상에 대해 생각해 보았다. 이 현상에 의해 붕괴된 다리나 건물에 대한 사례를 찾아보았고, 모든 물체가 가지고 있는 이 특정한 고유 진동수가 건물이나 다리 등을 설계하는데 있어 중요한 설계변수가 되는 것을 알 수 있었다.

참고자료

· 기계자동차공학 실험Ⅰ 매뉴얼 2010, 기계자동차공학부
· 동역학 5판, J.L.MERIAM, L.G.KRAIGE, 범한서적