국민대) 복합진자 자유진동실험

목차

1) 실험제목

2) 학번 성명

3) 복합진자의 운동방정식 유도

4) 충격중심의 정의와 활용성조사

5) 실험결과

6) 결론 및 고찰

본문내용

돌아오는 순간을 정확하게 측정하기 어렵기 때문에 오차가 생길 수 있다.
⑤ 공기저항에 의한 감쇠를 무시할 수 없다. 시편의 면적이 작지 않았으며, 특히 원형막대기와 원판이 부착 되어 있는 시편을 사용하였는데, 원형막대기와 원판이 연결된 이음매 사이에 난류가 발생하여 진동에 영향을 주었을 수 있다.
⑥ 원판 시편을 Circular Cylinder로, 막대기를 Uniform Slender Rod로 가정하였는데, 완벽하게 이 형상이 아니기 때문에 관성모멘트에 차이가 있을 수 있다.
⑦ 막대기의 경우, 페인트의 두께가 내부 심인 쇠의 막대기의 두께에 비해 두껍기 때문에, 원판과 질량비를 비교할 때, 쇠만의 질량으로 비교할 수 없었다.
그러나, 실험결과 값이 이론값보다 더 큰 진동수로 측정되었다. 그 원인은 실험할 때 초기의 값을 30°로 너무 크게 주었기 때문에 sin=라는 가정에 무리가 있었기 때문이었다. 만약 값을 sin로 가정할 수 있을 만큼 작은 값으로 측정하였다면, 실험결과 값과 이론값이 거의 일치하거나 약간 작은 값을 나타냈을 것이다.
추가적으로 진동수를 rpm게이지 기계를 이용하여 측정하였는데, 기계로 측정한 값과 육안으로 측정한 값보다 크게 나왔다. sin=라는 무리한 가정이 아니어도 오차가 발생하였는데, 이 오차의 원인은 앞서 7가지로 언급한 오차의 원인이 절대적인 영향을 미쳤을 것이기 때문이다.
기계나 구조물을 설치하고 제작하는데 있어서 그것의 고유특성 뿐 아니라, 주기적, 비주기적 외력과 충격 등에 견딜 수 있도록 제작하기 위해서는 그 기계의 특성도 알아야 된다.
지진이 아닌 이상 진동수와 오차의 크기 자체가 크지 않기 때문에, 실제 건물에 큰 영향을 주지 않는 것 같지만, 잘못 설계하면 큰 사고로 이어질 수 있기 때문에 충격에 의한 진동수를 고려하여 설계 하는 것은 매우 중요하다.
이번실험에서는 복합진자 모델의 회전중심, 질량중심, 충격중심에 대해 이해하고 운동방정식을 유도하여 고유진동수를 구하고 실험을 통하여 그 값을 증명해 보았다.
오차의 원인이 많은데도 불구하고 오차가 크게 나오지 않았다. 하지만 안전과 관련된 요소인 만큼 미세한 오차까지도 조정하면서 실험할 수 있도록 고찰이 필요할 것 같다.
또한, 충격중심을 조사하면서 새로운 중심점을 알게 되었다. 정의와 더불어 활용 예를 살펴보면서 운동선수들이 충격중심을 잘 이용해서 경기에 임한다면 더 좋은 성과를 낼 수 있을 것이라고 생각했다.

키워드

복합진자,   복합진자 운동방정식,   운동방정식 유도,   충격중심