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1[일반기계기사 필기] 19년 1회차
그림은 스프링과 감쇠기로 지지된 기관(engine, 총 질량 m)이며, m1은 크랭크 기구의 불평형 회전 질량으로 회전 중심으로부터 r만큼 떨어져 있고, 회전주파수는 ω이다. 이 기관의 운동 방정식을라고 할 때 F(t)로 옳은 것은?
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해설
가진력은 F(t) = m1rω²sinωt 이다.
그림에서 불평형 질량 m1은 회전중심에서 r만큼 떨어져 각 ωt로 돌고 있고, 기관의 운동좌표 x는 수직 위쪽으로 잡혀 있다. 회전에 의한 원심력의 크기는 이다.
각 ωt를 수평축에서 재고 있으므로 이 원심력의 수직성분은 sinωt를 곱한 값이 되고, 그것이 운동방정식 의 우변인 가진력이 된다.
계수 1/2이 붙은 형태는 불평형 질량이 하나뿐인 이 모델에 근거가 없고, cosωt를 쓰면 수직성분이 아니라 수평성분을 취한 셈이라 x방향 운동방정식과 맞지 않는다.
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