[공학]스프링 - 질량 계 실험

소개글

기계전공에서의 진동실험... 까다롭습니다!
스프링-질량 계 실험 레포트 작성한 자료입니다.

목차

1. 제 목
2. 목 적
3. 배경이론
가. 자유진동
나. 스프링-질량 모델
다. Hooke`s Law
(후크의 법칙, 탄성의 법칙)
라. 고유진동수
마. 감쇠 자유진동
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고 찰
가. 스프링-질량 계
나. 퓨리어 시리즈
(푸리에 급수(Fourier Series))
다. 퓨리어 변환
라. Fast Fourier Transform
(F.F.T(Discrete))
7. 참고문헌

본문내용

1. 제 목
스프링-질량 계

2. 목 적
스프링과 질량으로 구성된 간단한 1자유도 진동계의 자유진동의 특성을 실험한다. 진동계중 가장 기본적인 스프링-질량 계의 자유 진동에 대해서 실험하려고 한다. 이번 실험의 목적은 진동계를 자유 진동 시켜 고유 진동수를 구하고 주어진 그 고유 진동수를 이용하여 스프링 상수 k를 구한다. 그리고, 스프링 질량을 포함하여 구한 스프링 상수로 감쇠 계수를 구한다음 이것을 이용하여 고유 진동수를 구한 후에 앞에서 그래프에서 구한 고유 진동수와 비교하여 본다.

3. 배경이론
가. 자유진동
진동은 정지된 기준 좌표계나 공칭 위치(보통 평형)에 대해서 물체가 반복적으로 운동하는 것을 연구하는 학문이다. 진동 현상은 도처에 있으며 많은 경우에서 공학설계의 특성에 큰 영향을 미친다. 공학기기들의 진동 특성은 종종 그들의 성능을 제한하는 요소가 된다. 진동은 해로울 수도 있어서 피해야 할 경우도 있고, 매우 유용해서 원하는 경우도 있다.
진동현상에 대하여 물리적으로 설명하자면, 진동은 위치에너지와 운동에너지간의 상호 연관작용에 기인한다. 진동계는 위치에너지를 축적하여 질량의 운동(진동)형태의 운동에너지로 발산하는 구성 요소로 이루어 져야하며, 질량의 운동은 그 운동에너지를 스프링과 같은 위치에너지를 축적하는 요소에 내어주게 된다. 진동은 여러 가지 형태로 일어날 수 있으며, 여러 가지 물체의 상호작용의 결과로 일어날 수도 있다.

나. 스프링-질량 모델
기초물리학과 동역학에서 한 질점의 운동을 표현하는 기본적인 운동학적양은 변위, 속도, 가속도 백터이며, 물리법칙에 따르면 속도가 변하고 있는 질량의 운동은 질량에 가해지는 힘의 합에 의해 결정된다는 것을 알수 있다. 진동을 생각할 때 손쉽게 이용할 수 있는 기기는 한 쪽은 고정된 물체에 매달려 있고 다른 한 쪽은 질량이 붙어 있는(덧문을 닫을 때 사용하거나 자동차의 스프링과 같은) 스프링으로 그림 1.1에서 나타낸바와 같다.

참고 자료

◦
MatlabⓇ을 이용한 기계진동(이론과 응용) 제5판
◦
최신기계진동학
◦
기계진동학(Engineering vibration)
◦
기계진동학
◦
인터넷 검색 자료
◦
같이한 친구들