물리학 - 1자유도 진동계의 자유진동 실험
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물리학 - 1자유도 진동계의 자유진동 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

없음

본문내용

기에서는 가속도 data를 가지고 구함.
(최고점을 기준으로 처음3곳을 선정)
0.1395
⇒ Underdamping
=0.384
5) 주파수영역 Graph에서 구한 감쇠 고유주파수 와 앞에서 구한 감쇠율 를 사용하여 spring 상수 k값을 로부터 구하여 (2)번에서 구한 k값과 비교하라.
2)번의 식에 을 대입하여 k에 관해 정리하면
=(2××10.5Hz)×0.13118Kg×(1/(1-0.0222)=571.24 N/m
6) Spring의 재질: Spring 상수는 다음과 같이 정의된다 (교재 p35)
이로부터 Shear Modulus G를 구하여 교재 Table 1.2 (p35)을 이용하여 Spring의 재질을 예측한다.
실험시 주어진와 실험에서 구한
k=570.96 N/m 값을 에 대입하여 구하면
로 인 steel에 가장 가깝다.
5. 실험결과 고찰 및 토의
우리는 진동학의 기본이 되는 1자유도 진동계의 자유진동 실험을 통해서, 진동학이 기본 개념이 되는 고유진동수, 스프링 계수, 감쇠 계수 등을 구할 수 있었고 이를 통하여 스프링의 재질가지 추측 할 수 있었다.
하지만 이 실험에는 아쉬운 부분이 몇 가지 있었다. 우선, 이 실험은 이 시스템의 고유진동수가 10.5Hz라고 가정한 상태에서 하였기 때문에 실험시 나왔던 고유진동수와는 약간의 차이를 나타내었고, 따라서 실험 결과
분석 시에 고유진동수를 10.5Hz라고 놓고 계산을 하였으므로, 결과 도출시 약간의 오차가 발생하였을 것이다. 그리고 이 실험은 이론적으로 스프링과 질량만으로 이루어진 비감쇠 진동 시스템이라고 할 수 있겠지만 = 인, underdamping 인 감쇠 시스템임을 알 수 있게 된다. 이는 실재 실험에서는 공기의 저항과 마찰 등이 damper의 역할을 하여 시스템이 최종적으로 stable해 질수 있는 감쇠가 일어나기 때문이다. 따라서 분석 1)에서 구한 감쇠를 고려하지 않은 스프링 계수(570.96 N/m)와 분석5)에서 구한 스프링 계수(571.24 N/m)의 값이 큰 차이는 없지만 다르게 나오게 된다. 실제 스프링 계수는 감쇠를 고려한 분석5)의 값에 가까울 것이다. 또한, 분석 3)에서도 나왔듯이 실험의 결과 값을 도출 할 때에는 스프링의 질량이 있어야 더 정확한 수치를 구할 수 있는데 스프링의 질량이 주어져 있지 않았기 때문에 더 정확한 분석을 할 수 없었다.
이번 실험은 진동학 시간에 수업을 들으면서 초반에 배우는 가장 간단한 이론부분이라고 생각하여 결과를 쉽게 도출 할 수가 있을 줄 알았는데 그리 쉽지 않았고, 우리가 단지 수식으로만 계산했던 것을, 실험을 통해서 실재와 비교해 보면서 무엇이 다른가에 대해 더 잘 알 수 있는 기호가 된 것 같다.
6. 참고 문헌
(1)ENGINEERING VIBRATION , Daniel J. Inman , 2001,Prentice Hall
(2)http://soundmasters.kaist.ac.kr/data%20bank/dictionary/Eigenfrequency.htm
(3)www.naver.com
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  • 등록일2013.12.28
  • 저작시기2013.12
  • 파일형식한글(hwp)
  • 자료번호#899889
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