진동실험 결과레포트
- 최초 등록일
- 2018.12.18
- 최종 저작일
- 2018.09
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소개글
기계공학실험 중 진동실험에 대한 이론과 결과에 대한 레포트입니다.
목차
1. 실험 목적
2. 실험 이론
1) 진동
2) 주파수(Hz)
3) 고유진동수
4) 단순 조화 진동
5) 강제진동
6) 단진자
7) 자유진동
8) 알루미늄
9) 감쇠 조화 진동
3. 실험 방법
4. 실험 결과
1) 실험 전 측정사항 및 측정값
2) 실험을 통해 구한 고유진동수와 이론에 의한 고유진동수 비교
5. 이론/실험결과의 오차가 생긴 원인
6. 이론적으로 계산 시 고려할 수 있는 인자
7. 자료 출처
본문내용
1. 실험 목적
진동을 하는 모든 물체에는 고유진동수가 존재한다. 이러한 고유진동수는 강제진동과의 공진에 의해 진폭이 커지며 구조물에 파괴를 야기 할 수 있다. 따라서 아래 실험에서는 고정된 스트링에 대하여 진동을 발생시켜 스트링의 고유진동수를 알아보고 실제의 운동 양상을 관찰하여 이론과 실제의 오차를 분석하고 이해하는데 그 목적이 있다. 또한 감쇠가 있는 용수철 진동자에서 변위(x), 속도(v), 가속도(a)를 시간의 함수로 측정하여 감쇠조화진동의 특징을 이해하는 것이다.
스프링과 질량으로 구성된 간단한 1자유도 진동계의 자유진동 특성을 실험한다. 진동계를 자유 진동시켜 그 데이터를 FFT하여 고유진동수를 구하고 주어진 물량 치와 구한 고유진동수를 이용하여 초기질량과 탄성계수를 구하고 계산 값과 비교한다.
감쇠를 가진 진동계는 자유진동을 하는 동안 에너지의 소멸로 인하여 진폭이 점점 감소한다. 수학적이 표현이 가장 간단한 형태의 감쇠가 점성감쇠이며, 점성 감쇠력은 속도에 비례한다.
2. 실험 이론
1) 진동
물체가 시간의 흐름에 따라 하나의 점을 중심으로 반복적으로 왔다 갔다 하면서 움직이는 상태 혹은 어떤 물리적인 값이 일정 값을 기준으로 상하 요동을 보이는 상태이다.
2) 주파수(Hz)
주파수는 단위 시간당(1초) 진동하는 횟수를 의미하며 진동수라고도 한다. SI단위로 Hz(Hertz, 헤르츠)를 쓰며, 1Hz는 1초에 1번 주기적인 현상이 일어나는 것이고, 2Hz는 1초에 2번 주기적인 현상이 일어나는 것이다. 또한 Hz 외에 rpm(revolutions per minute, 1분당 회전수), rad/s(radians per second, 1초당 회전각), BPM(Beats Per Minute, 1분당 비트 수) 등의 단위를 쓰기도 한다. 소리, 전자기파나 전기신호 등의 진동수를 측정할 때에는 같은 모양의 파동이 1초에 몇 번 반복되는가로 나타낸다. 즉, 1초 동안 매질의 한 점을 지나가는 마루나 골의 횟수를 뜻한다.
참고 자료
[네이버 지식백과] 진동수 [Frequency] (물리학백과, 한국물리학회)
감쇠 조화 진동-http://physica.gsnu.ac.kr/phtml/mechanics/oscillation/dampedosc/dampedosc2.html
고유 진동수- https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1915861&cid=50313&categoryId=50313
단순 조화 진동-https://cafe.naver.com/forge1993/2597