2012년05월20일 96번

[기계제작법 및 기계동력학]
질량 0.25kg의 물체가 스프링상수 0.1533 N/㎜인 한쪽이 고정된 스프링에 매달려 있을 때 고유진동수(Hz)와 정적 처짐(㎜)을 각각 구한 것은? (단, 스프링의 질량은 무시한다.)

① 3.94, 6
② 3.94, 16
③ 0.99, 6
④ 0.99, 16

(정답률: 42%)

문제 해설

고유진동수는 다음과 같이 구할 수 있다.

ω = √(k/m)

여기서 k는 스프링상수이고, m은 물체의 질량이다. 따라서,

ω = √(0.1533 N/㎜ / 0.25 kg) = 3.94 rad/s

고유진동수는 각진동수로 변환해야 하므로, 2π를 곱해준다.

f = ω/2π = 3.94/2π ≈ 0.627 Hz

정적 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

y = mg/k

여기서 g는 중력가속도이다. 따라서,

y = 0.25 kg × 9.81 m/s² / 0.1533 N/㎜ ≈ 16.1 mm

따라서 정답은 "3.94, 16"이다.

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