[기초공학실험] 자이로스코프의 동특성 실험 보고서

소개

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목차

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적

Ⅱ. 본론
1. Bifilar Pendulum
1) 이론
2) 실험과정
3) 실험 결과
2. Gyroscope
1) 이론
2) 실험과정
3) 실험 결과

Ⅲ. 결론
1. 오차 분석
2. Gyroscope 사용 사례

Ⅳ. Reference

Ⅴ. 개인 고찰

본문내용

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
Bifilar Pendulum로 줄의 길이, 질량, 진동수(주기를 역수해서 구한다.)를 이용하여 극관성 모멘트()를 구하고 자이로 실험 장치를 이용하여 서로 다른 중량의 추들을 각각에 대해 평형상태에서의 주축운동 각속도와 세차운동 각속도를 측정하고 운동으로 발생하는 Gyroscopic Moment를 중력을 고려하여 구함으로써 Gyroscope 운동의 특성 및 성질을 이해하는데 있다.

Ⅱ. 본론
1. Bifilar Pendulum
1) 이론
(1)Bifilar Pendulum
Bifilar Pendulum은 탄성체에 평행한 두 줄로 매달린 진자이다. 매달려 있는 진자는 비틀었다 놓으면 진자는 원래 위치로 돌아가려는 복원련의 힘이 작용한다. 이때 관성으로 인해 원래의 위치를 지나 운동방향으로 비틀림이 다시 생기며 이와 같은 운동이 반복되는 진자운동을 한다.

<중 략>

극관성모멘트란 회전에 저항하려는 성질을 나타내는데 이 값을 구하기 위해선 주파수가 필요한데, Bifilar Pendulum이라는 양쪽 실에 달린 추에 θ≪1°인 비틀림을 주어 실험적으로 측정한 주기의 역수로 구할 수 있었다. 실 길이의 정확한 측정이 어렵고, 양쪽 실의 길이가 같지 않아 수평하게 운동하지 않는 점 등이 오차의 원인이라 생각했다. 또한, 1°이하의 작은 각을 주는 게 쉽지 않아서 3번 진자운동하고 난 뒤 비틀림각이 줄어들었을 때부터 측정하여 오차를 줄이려고 노력하였다. 자이로스코프 모멘트는 중력방향으로 받는 힘에 저항하여 평형을 유지하기 위해 세차운동과 주축운동을 할 때 발생하는 모멘트로, 인데 여기서 가 Bifilar Pendulum 실험을 통해 얻게 되는 극관성모멘트이므로 두 실험이 매우 유기적인 관계임을 알 수 있었고, 는 각운동량 에 각속도 (rad/sec)를 곱한 값이므로 각운동량을 시간에 대해 미분한 회전모멘트 값과 같은 차원임을 유추할 수 있었다.

참고자료

· William F. Riley. Leroy D. Sturges, Dynamic-engineering Mechanics 2nd Edition, Wiley
· ㅇㅇㅇ 교수님, 자이로 동특성 실험, 2018 기초공학실험 수업자료
· FITGuard - Impact Indicating mouthguard, indiegogo.com
· 이경옥, 포스코건설 국내 최초 크레인 자재 제어장치 개발, 국토일보, 2014년 8월 28일.
· Washing_Machine_Using_Gyroscope_System, researchgate.net