일반기계기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2018년04월28일 89번

[기계제작법 및 기계동력학]
엔진(질량 m)의 진동이 공장바닥에 직접 전달될 때 바닥에는 힘이 Fo sinωt로 전달된다. 이 때 전달되는 힘을 감소시키기 위해 엔진과 바닥 사이에 스프링(스프링상수k)과 댐퍼(감쇠계수 c)를 달았다. 이를 위해 진동계의 고유진동수(ωn)와 외력의 진동수(ω)는 어떤 관계를 가져야 하는가? (단, 이고, t는 시간을 의미한다.)

  • ① ωn<ω
  • ② ωn>ω
(정답률: 48%)

문제 해설

스프링과 댐퍼를 달아 엔진과 바닥 사이의 진동을 감쇠시키면, 엔진과 바닥 사이의 상호작용이 줄어들어 바닥에 전달되는 힘도 감소하게 된다. 이 때, 스프링과 댐퍼의 역할은 각각 진동의 주기와 진폭을 조절하는 것이다. 스프링은 엔진의 질량을 고려하여 엔진의 진동 주기를 조절하고, 댐퍼는 엔진의 진폭을 감소시켜 엔진과 바닥 사이의 상호작용을 줄인다.

따라서, 엔진과 바닥 사이의 진동을 감쇠시키기 위해서는 엔진의 고유진동수(ωn)가 외력의 진동수(ω)보다 작아야 한다. 이는 스프링과 댐퍼가 엔진의 진동을 감쇠시켜 외력의 진동수와 일치시키기 위함이다. 따라서, 정답은 "ωn<ω"이다.
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