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질량 m인 기계가 강성계수 k/2인 2개의 스프링에 의해 바닥에 지지되… | [일반기계기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 16년 1회차
질량 m인 기계가 강성계수 k/2인 2개의 스프링에 의해 바닥에 지지되어 있다. 바닥이 문제 이미지 로 진동하고 있다면 기계의 진폭은 얼마인가? (단, t는 시간이다.)
문제 이미지
1
1mm
2
2mm
3
3mm
4
6mm
해설

가진 진동수가 고유진동수의 2배여서 진폭비가 1/3로 줄어들어 기계의 진폭은 2mm가 된다.

강성계수 k/2인 스프링 두 개가 질량을 나란히 떠받치므로 등가강성은 k/2 + k/2 = k, 고유각진동수는 ωn = √(k/m)이다.

바닥 진동이 y = 6sin(√(4k/m)·t) mm 이므로 가진 각진동수는 ω = √(4k/m) = 2√(k/m), 즉 진동수비 r = ω/ωn = 2이다.

감쇠가 없는 기초가진의 진폭비는
X/Y = 1/|1 − r²| = 1/|1 − 4| = 1/3
X = 6 × 1/3 = 2mm

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