동역학실험 결과보고서

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2016년도 2학기
기계공학실험 A
<동역학실험>
Report
(오전1조)
이 름 :
학 번 :
담당교수 :
담당조교 :
제출일자 :
1) 실험내용에 관한 전반적인 정리
(1) 비선형진동의 이해를 위한 실험 : 단진자(Simple Pendulum)
실험 목적
- 단진자의 변위가 작을 경우와 클 경우의 값을 실험값과 이론값를 찾을 수 있고, 이를 비교하여 선형계과 비선형계의 차이점을 이해한다.
실험 방법
(1) 가 미소 변위라면 = 로 가정할 수 있다.
(2) 이 경우, 는 주기를 측정함으로서 실험값 을 얻는다.(으로 구하고 주파수 로 구한다.)
(3) 으로부터 이론값 을 측정하여 위에서 구한 실험값과 비교함.
(4) 를 증가시키면서 실험값 를 측정하여 이론값과 비교하여 오차를 구한다.
(5) 실험값과 이론값 사에 차이가 생기는 이유를 선형과 비선형의 개념을 가지고 설명한다.
Data sheet
Ⅰ. Simple Pendulum
초기각도
측정시간(s)
왕복횟수
주 파 수
실험값(Hz)
이론값(Hz)
10°
29.27
20
0.825
0.809
45°
25.25
20
0.792
0.809
80°
27.02
20
0.740
0.809
④고찰
비선형진동실험은 단진자를 흔들거리에 통하여서 값을 실험값과 이론값를 찾을 수 있고, 이를 비교하여 선형계과 비선형계의 차이점을 이해한다.
이번 실험은 초기각도가 10도와 45도,80도로 총 세번 실험을 진행하였다 왕복횟수 모두 20번으로 측정해보니까 초기각도가 높아지면 측정시간이 줄려진 상황이 나타났다 시험값도 마장까지 줄어진다 실험값과 이론값이 차이 원인은 단진자의 직량으로 우리중심을 화화한다
(2) 질량 관성모멘트의 측정
실험 목적
- 물체의 중요한 동적 특성 중의 하나인 질량 관성모멘트의 수학적물리적인 개념을 이해하고, 적분이 곤란한 복잡한 형상의 물체의 질량 관성모멘트를 실험에 의해 구하는 방법을 배운다.
실험 방법
① 실험 장비 준비된 직육면체 시편의 질량과 줄의 길이, 줄 사이의 거리를 측정한다.
② 직육면체 시편의 초기 변위 θ를 주어 비감쇠 자유진동의 상태를 만든다.
(θ가 작을 경우, tanθ를 θ로 가정할 수 있다)
③ 특정 왕복 횟수(20회, 30회, 40회) 동안의 직육면체 시편의 진동시간을 측정한다.
④ 주기 으로 구하고 주파수 로 구한다.
⑤ 이므로 고유진동수를 구한다.
⑥ 으로 부터 값을 측정한다.
Data sheet
Ⅱ. Moment of Inertia
1. 적분에 의한 방법
회(No)
가 로(cm)
세 로(cm)
질 량
질량관성모멘트
1
35
4
4.396
0.0455
2. 실험에 의한 방법
회(No)
질량
길이(L)
거리(R)
측정시간
왕복횟수
주파수
질량관성모멘트
1
4.396
0.41
0.125
21.58
20
0.927
0.0484
2
4.396
0.41
0.125
33.03
30
0.908
0.0505
3
4.396
0.41
0.125
43.66
40
0.916
0.04961
평 균
0.0495
고찰
우선 직사각형 빔을 이용하여 질량 관성 모멘트를 실험값과 측정값을 통해 비교해보았다. 우선 이론값은 0.0455이 나왔고 측정값은 0.02935이 나왔다. 약 2배정도 오차가 났는데 이 오차는 우선 질량관성 모멘트를 계산하는 식은
이다.
질량 관성 모멘트의 계산에 필요한 값은 우선 고유진동수 값인데 이것은 로 계산 할수 있었다. 그리고 진동수는 로 그리고 주기 로 계산 할수 있었는데 여기서 시간측정에서 문제가 있어 우선 고유진동수 값이 차이가 났을 것이다. 그리고 나머지 줄의 길이()나 r값을 측정하는데 있어 자를 이용하여 측정하였기 때문에 오차가 크게 났던 것 같다. 좀더 정확한 측정기구를 사용했더라면 더 좋은 결과를 얻을 수 있었을 것이다.
두번째 실험은 질량 관성모멘트의 측정이다 실험 테이터를 측정해보니까 측정시간은 왕복횟수에 따라 변화하는 것을 보일 수 있다 그런데 실험이 두번째에 왕복횟수30횟이고 주파수가 0.908이 나왔다 첫번째 왕복횟수20회 실험부터 주파수가 더 줄이기 때문에 두번

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인하대,   기계실험A,   동역학,   인하대 기계실험A