동역학 실험

소개

1. 실험목적
(1) 물체의 중요한 동적 특성 중의 하나인 질량 관성모멘트의 수학적․물리적인 개념을 이
해하고, 적분이 곤란한 복잡한 형상의 질량 관성모멘트를 실험에 의해 구하는 방법을
배운다.
(2) 비틀림 봉(torsion bar)의 스프링상수 κ를 실험에 의해서 구한 결과와 재료역학적 방
법으로 구한 결과를 비교하여 계의 진동특성을 파악한다.
(3) 단진자의 변위 θ가 작을 경우와 클 경우의 고유진동수 값을 실험치와 이론치를 비
교하여 선형계과 비선형계의 차이점을 이해한다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
(1) 질량 관성모멘트의 측정
(2) 스프링상수 측정 : 비틀림 봉(Torsion Bar)
(3) 비선형진동의 이해를 위한 실험 : 단진자
3. 실험방법
4. 실험 측정 데이터 SHEET
5. 결과 및 고찰

본문내용

1. 실험목적
(1) 물체의 중요한 동적 특성 중의 하나인 질량 관성모멘트의 수학적․물리적인 개념을 이
해하고, 적분이 곤란한 복잡한 형상의 질량 관성모멘트를 실험에 의해 구하는 방법을
배운다.
(2) 비틀림 봉(torsion bar)의 스프링상수 κ를 실험에 의해서 구한 결과와 재료역학적 방
법으로 구한 결과를 비교하여 계의 진동특성을 파악한다.
(3) 단진자의 변위 θ가 작을 경우와 클 경우의 고유진동수 값을 실험치와 이론치를 비
교하여 선형계과 비선형계의 차이점을 이해한다.

2. 실험이론
(1) 질량 관성모멘트의 측정
- 회전하는 물체에 각가속도를 주기 위해서는 외부에서 모멘트를 부여하여야 하는데 동일
한 각속도로 회전하고 있는 두 물체를 같은 시간에 정지시키기 위해서는 질량이 회전축 으로부터 멀리 분포된 물체에 더 큰 모멘트를 가하여야 한다. 이와 같이 회전축에 대한
질량의 분포정도를 나타내는 물리량을 질량관성모멘트(mass moment of inertia)라고 한다.
어떤 축 또는 평면에 대한 질량 의 관성모멘트 는, 미소질량 과 그 축 또는
평면으로부터 미소질량까지의 거리 의 제곱을 곱한 값인 을 질량 전체에 대하여
적분한 것으로 정의한다.





으로 각축에 대한 질량관성모멘트를 구할수 있다.
이것을 직각 좌표계에서 좌표축 및 좌표평면에 관해 정의해보면,

참고자료

· - 동역학 ( Andrew Pytel, jaan kiusalaas외공저/ 김동조외역/ 인터비젼/ 2003 )
· - Mechanic of Material ( James M.gere/ 이종원 외3인 공역 / 교보문고/ 2003)
· - http://mecha.yu.ac.kr/fireman/uboard.asp?id=yume07_lecpds&u=down&u_no=485&file_no=1
· - 영남대기계공학부 홈페이지
· - http://mail.pknu.ac.kr/%7Ewna/class/2005B/EMECH/Engcl13.pdf
· - 부경대 Smart Materials & Structures Design Lab
· - 실험 메뉴얼