동역학실험1. 질량 관성모멘트의 측정(1) 실험목적물체의 중요한 동적 특성 중의 하나인 질량 관성모멘트의 수학적?물리적인 개념을 이해하고, 적분이 곤란한 복잡한 형상의 질량 관성모멘트를 실험에 의해 구하는 방법을 배운다.(2) 질량 관성모멘트의 측정법1) 실험장치dFig 1. 실험에 의한 질량 관성모멘트의 측정(3) 실험방법① Fig.1과 같이 준비된 직육면체 시편의 질량과 줄의 길이, 줄사이의 거리를 측정한다.② 직육면체 시편의 초기 변위 θ를 주어 비감쇠 자유진동의 상태를 만든다.(θ가 작을 경우, sinθ를 θ로 가정할 수 있다)③ 특정 왕복 횟수(20회, 30회, 40회) 동안의 직육면체 시편의 진동시간을 측정한 다.④ 주기으로 구하고 주파수로 구한다.⑤이므로 고유진동수를 구한다.⑥으로 부터값을 측정한다.2. 스프링상수 측정 : 비틀림 봉(Torsion Bar)(1) 실험목적비틀림 봉(torsion bar)의 스프링상수 κ를 실험에 의해서 구한 결과와 재료역학적 방법으로 구한 결과를 비교하여 계의 진동특성을 파악한다.(2) 비틀림 봉의 스프링상수 측정법1) 실험장치DtθdLFig 2. 비틀림 스프링상수 측정 장치도원판과 봉의 접촉부분과 봉의 끝부분을 단단히 고정하여 비틀림 발생시 유동이 발생하지 않도록 한다.(3) 실험방법① 지름 D와 길이 L인 비틀림 봉을 바이스에 물린다.② 밑에 질량을 가진 원판을 나사로 부착한다.③ 원판에 외력을 주어 진동을 시킨 후 그 외력을 제거하여 비감쇠 자유진동의 상태로 만든다.④ 특정 왕복 횟수(20회,30회,40회) 동안의 비틀림 봉의 진동시간을 측정한다.⑤ 주기으로 구하고 주파수로 구한다.⑥이므로 고유진동수를 구한다.⑦ 두께를 측정하고 밀도를 이용하여 질량 관성모멘트()를 구한다.⑧로 측정한다.3. 비선형진동의 이해를 위한 실험 : 단진자(Simple Pendulum)(1) 실험 목적단진자의 변위 θ가 작을 경우와 클 경우의 고유진동수값을 실험치와 이론치를 비교하여 선형계과 비선형계의 차이점을 이해한다.(2) 단진자의 주파수 측정 실험1) 실험장치진자 질량 m = g실의 길이 l = cmTmglmθFig 3. 단진자의 주기측정 실험 장치도2) 운동방정식단진자의 운동방정식은 다음과 같다.여기서, ωn는 단진자의 고유진동수이다.5/9(3) 실험방법①가 미소 변위라면=로 가정할 수 있다.② 이 경우,는 주기를 측정함으로서 실험치을 얻는다.③의 식으로부터 이론치을 측정하여 위에서 구한 실험치와 비교함.④를 증가시키면서 실험치를 측정하여 이론치와 비교하여 오차를 구한다.⑤ 실험치와 이론치의 차이가 생기는 이유를 선형과 비선형의 개념을 가지고 설 명한다.동역학 실험 데이터 수집 장치1. 데이터 수집 장치진동을 측정하는 대표적인 센서는 가속도계이다. 진동을 측정하고자 하는 위치에 가속도계를 부착시킴으로써 그 위치에서의 진동의 크기를 알 수 있다. 가속도계는 다른 장비들과 함께 사용함으로써 컴퓨터에서 사용할 수 있는 데이터로 저장이 가능한데 그 모습을 다음 그림에서 보여주고 있다.1-1. A/D Converter는 컴퓨터가 사용 가능한 값인 digital 신호로 바꾸어 주는 역할을 한 다. 일반적으로 센서에서 나오는 신호는 Analogue신호이므로 일정한 시간간격으로 데이터 값을 읽어서 digital 신호로 바꾸어 주어야 한다. 이를 Sampling 이라고 한다.1-2. analogue 신호를 digital 신호로 바꾸는 과정에서 원래의 신호의 크기가 작을 경우에는 Sampling 과정에서 신호에 대한 정보를 잃어버릴 수 있다. 따라서 analogue 신호를 적당 한 크기로 증폭시키는 과정이 필요하고 증폭기(Amplifier)가 그 기능을 담당한다.1-3. 이렇게 받아진 진동 데이터를 여러 가지 신호처리 방법으로 분석함으로써 시스템의 고 유한 특징들을 살펴 볼 수가 있다. 이 실험에서는 주파수 분석(Spectrum)을 한다.1-4. 주파수 스펙트럼은 신호에 대한 자세한 정보를 제공해주는데 이런 정보는 시간상의 신 호로부터는 얻을 수 없는 것이다. 또, 주파수 스펙트럼은 진동 발생 부위 및 다른 부분으로 부터의 원하지 않는 진동이 발생하는 위치를 찾는데 큰 도움이 된다.2. 신호 수집 및 주파수 분석 프로그램다음 그림은 프로그램의 실행 시 나타나는 창의 모습이다.그림1. data Acquisition Setup그림2. 프로그램의 Main 창2-1. 그림1의 data acquisition setup 에서는 데이터를 받아들이는 컴퓨터 카드의 장치번호, 채널 번호, 데이터 개수, Sampling Frequency 등을 정할 수 있다. 그렇게 정해진 값들을 데이터 수집 장치에 인식시키는 과정으로 Configure 버튼을 누른다. 그럼 Start 버튼이 활성화 되고, Start 버튼을 누름으로써 데이터를 받아들인다. 따라서 실험을 수행하는 사람은 이 Start버튼을 누르기 전에 실험기구에 적당한 진동을 시켜놓아야 한다.
태어나서 처음으로 미술관이라는곳을 찾아갔다. 시험의 중반무렵에 짬을내 한시간 반가량이나 걸려 덕수궁 미술관을 찾았다. 마침 의장대(?) 교대식을 하고있었고 미술관까지 가는길에는 월드컵사진전을 하고 있었다. 입구에 있는 팜플렛을 잠시 읽으며 전시관으로 들어갔다. 사실 류경채 화백에 대해 아는건 아무것도 없었다. 단지 회고전을 한다는걸 보고 찾아간것뿐이었다.미술관에 들어가 하나씩 그림을 보니 도무지 알 수 없는 형채들로 가득했다. 아, 추상화라는 거구나... 속으로 생각하며 그림을 보던 중 유독 눈길을 끄는 작품이 있었다. 계절 이라는 제목에 (세파) 라는 부제가 붙여져있는... 처음엔 그냥 그림인 줄 알았다. 그런데 색깔이 너무 독특하다는 생각이 들었고 눈이 그림에서 쉽게 떨어지지 않았다. 한참을 그림을 보다가 눈에 들어온건 못자국 . 순간 그림에 더 가까이 가게되었고 그림을 자세히보니 오랜 시간을 풍파에 시달려온듯한 문짝에 유화로 그림을 더한것이었다. 순간 추상화란 이런거구나 하는 느낌이 머릿속을 지나갔고 다른 그림들을 다시보는 계기가 되었다. 그림을 그린 시기는 1964년.어쩌면 화백은 아직은 혼란스럽던 60년대를 저렇게 그림으로 표현한게 아닌가하는 생각에 그림에서 왠지모를 안타까움이 베어있는듯했다.다른 그림들도 다시 둘러보던 중 축전 이라는 그림을 보게되었다. 처음엔 축전 이라는 작품을 보고 저건 나도 그릴수 있겠는데? 뭐 대충 콤파스로 원하나 그리고 색칠만하면 되는거 아냐? 하는 민망한 생각을 하며 그림을 봤었다. 하지만 그림을 다시보니 다른 그림들과는 달리 단정하고 차분한 것이 그림에 격식이 갖춰진듯한 느낌이 꼭 축전 을 보내는 사람의 마음이 담긴듯했다.그리고 우수 라는 작품에서는 왠지모를 신비감이 감돌았다. 원래부터 내가 좋아하는 녹빛의 색깔이라서 그런지 몰라도 차갑다는 느낌보다는 숲속에 나무들 사이에서 햇볕이 투명하게 비칠때의 그런느낌.사실 제목이 우수 이긴 했지만 슬픈느낌보다는 가공되지 않은 에메랄드같은 신비롭고 우아한 느낌이 무척 마음에 들었다.전체적으로 그림들이 서정적이고 계절에 변화처럼 따뜻하고 밝은봄에서 다소 차분한 겨울까지의 색들이 조화롭게 그림에 담겨져 있는듯했다. 집에와서 감상문을 쓰면서 안 사실이지만 류경채 화백의 이력은 정말 대단했다. 해방이후 첫 대통령상을 수상했고 한국미술의 현대화와 국제적 미술 교류에 많은 공헌을 했다.
1.실험제목 : 다이오드를 이용한 반파정류회로를 구성하고 테스트해보자.2.이론PN접합다이오드i)순방향 : P에 (+)전압을 N에 (-)전압을 가하면 전류가 흐른다.이를 순방향.ii)역방향 : 순방향과 반대로 전압을 가하면 전류가 거의 흐르지 않는데 이를 역방향.iii)아래 회로에 교류전류가 흐르면 순방향일 경우만 전류가 흐르므로 (+)파형만 출력된다.3.실험방법freq value=1voff value=0vampl value=12(실제전압)transient 10ms,2s{{1.실험제목 : 중간탭형 전파정류회로.2.이론{두 개의 다이오드가 교대로 동작하여 입력 정현파의 (+)반주기 및 (-)반주기를 모두 이용할 수 있는 전파정류 신호를 만든다.3.실험방법freq = 60Hzvoff = 0vampl = 12transient = 20ns,60ms{{1.실험제목 : 다이오드로 브릿지형 전파정류회로를 구성하고 테스트해보자.2. 이론다이오드를 브릿지형태로 결선하여 전파정류 효과를 낸다.3.실험방법freq = 1voff = 0vampl = 12transient = 20ms,3s{{1.실험제목 : 브릿지형 전파정류회로를 커패시터를 사용하여 평활회로로 구성하고테스트해보자.2.이론커패시터는 전자가 과잉인 전극과 전자가 부족한 다른 전극에 의해 충전되는데 충전이 완료되면 전류의 흐름이 멈추고 커패시터의 전압은 전압원의 전압과 같아진다. 이 충전된 전압이 방출되면서 맥동류형의 브릿지 전파정류를 평활하게 만들어준다. 충전된양이 많은수록 곡선은 더 완만해진다.