물리학 - 1자유도 진동계의 자유진동 실험
1. 실험 목적 : 스프링과 질량으로 구성된 간단한 1자유도 진동계의 자유진동과 특성을 실험함으로써 진동의
기본적인 개념을 익히도록 한다.
2. 실험 순서
1) 먼저 질량 위에 측정센서인 가속도계를 부착시킨다.
2) 질량이 일정 변위만큼 이동하도록 힘을 가하여 누른 후 정지 상태에서 힘을 제거하여
질량이 자유진동을 하도록 한다.
3) 가속도계에서 나온 신호는 Signal Conditioner에서 증폭이 되어 신호처리기와 PC로
Data를 전달되어진다. 이 측정 Data를 시간영역과 주파수 영역에서 분석을 행한다.
3. 실험 관련 이론
1) 진동(Vibration)
진동(vibration)이란 물체 또는 질점이 외력을 받아 평형위치에서 요동하거나 떨리는 상을 뜻한다. 진동현상
은 일상생활에서 흔히 관찰되어지며 기계 및 구조물의 진동, 진자의 왕복운동, 튕겨진 현의 운동 등은 진동의
전형적인 예이며 탄성과 관성의 작용에 의해 생겨나는 현상이다.
진동은 일반적으로 해로운 현상이므로 이를 적극적으로 해석하고 방지하는 것은 매우 중요한 일이라 하겠
다. 특히 최근에는 기계와 구조물이 고속화 되어가는 경향에 있으므로 진동해석의 중요성이 날로 높아가고 있
다.
일반적으로 모든 진동계는 다음과 같은 4가지 요소로 나눠어질 수 있다.
(1) 질량(mass, m)
(2) 스프링(spring, k)
(3) 감쇠기(damper, c)
(4)외력( excitation, f(t) )
2) 1 자유도 진동 시스템
1자유도 system model은 그림 1 과 같이 질량, 감쇠기, 강성(혹은 스프링) 그리고 외력으로 구성된
k(x+st)
f0sin(t)
mg
Spring-mass model로 나타내어진다.
그림 1. 1 자유도 System model
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2013.12.26
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