질량, 스프링, 댐퍼로 이루어진 1자유도계 선형진동시스템의 고유주파수가… | [국회직 9급 기계일반] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 기계일반] 17년 1회차

질량, 스프링, 댐퍼로 이루어진 1자유도계 선형진동시스템의 고유주파수가  $\omega_{n}$ 이다. 이 시스템이 임의의 가진주파수  $\omega_{e}$ 인 조화가진(harmonic forced vibration)에 의해서 정상상태(steady state)로 진동하고 있을 때의 설명으로 옳지 않은 것은?

이 시스템은 고유주파수로 진동한다.

질량이 증가하면 고유주파수가 낮아진다.

진폭은 가진력과 질량, 스프링, 댐퍼에 의해서 결정된다.

낮은 가진주파수의 진동은 질량, 스프링, 댐퍼 중에서 스프링에 의한 영향을 가장 많이 받는다.

공진에서는 댐퍼의 성능을 높이는 것이 진폭저감에 효과적이다.

해설

틀린 설명은 시스템이 고유주파수로 진동한다는 내용이다.

정상상태의 강제진동에서 자유진동 성분은 감쇠로 사라지므로, 시스템은 고유주파수가 아니라 가진주파수 $\omega_e$ 로 진동한다.

질량 증가: $\omega_n=\sqrt{k/m}$ 에서 고유주파수가 낮아지므로 옳다.
진폭의 결정: 가진력과 질량·스프링·댐퍼에 따라 진폭이 달라지므로 옳다.
낮은 가진주파수: 관성력과 감쇠력이 작아 스프링 강성이 응답을 지배하므로 옳다.
공진: 관성력과 스프링력이 상쇄되어 감쇠가 진폭을 결정하므로 옳다.

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