Simple Harmonic Vibration, Simple Harmonic Motion   단순 조화 진동, 단순 조화 운동

(2017-05-23)

단조화 진동, 단조화 운동, 단 진동, Simple Oscillator, 단순 진동자

1. 단조화운동 및 조화운동 비교

  ㅇ 단순 조화 운동/진동 (Simple Harmonic Motion/Vibration, SHM)
     - 평형점을 중심으로 양쪽 방향으로 왕복하는 단순한 운동
        . 시간에 대해 정현 또는 여현 함수 형태의 변위로 기술되는 주기적 과정
           .. 일정 주기로 같은 운동을 되풀이하는 운동
           .. 변위시간의 조화함수로 표현됨 (조화적 시간 의존성을 갖음)
           .. 외부력이 한번 만 작용하고, 이후 마찰력이 없으며, 일정한 에너지로 단순 반복 운동

     * 때론, 
        . 무감쇠 진동(Undamped Vibration)/비감쇠 자유 진동(Undamped Free Vibration) 라고함

  ㅇ 조화 진동/운동 (Harmonic Vibration/Motion)     
     - 모든 조화진동은 단조화 진동이 여러 형태로 중첩된 현상으로 봄           ☞ 조화파 참조


2. 단조화운동 특징의 관점에서, 
     - 작용하는 (복원력)이,                                            ☞ 탄성복원력 참조
        . 항상 하나의 중심 고정점을 향하고, 
        . 그 크기가 중심 고정점으로부터의 거리(변위)에 비례함

  ㅇ 단순함
     - 여러 진동중에서도 가정 단순하고 기본적인 것이 단조화 파동(진동)임

        . 주기성(진동 주파수)이 운동의 진폭에 무관              ☞ 등시성(Isochronism) 참조
        . 시간에 대해 삼각함수 형태의 변위를 갖음
        . 운동을 억제하는 손실이 없음


3. 단조화운동 例)  단순 진동자(Simple Oscillator)역학진동 : 용수철 진자(Spring Pendulum), 중력 진자(Gravitational Pendulum) 등
  ㅇ 전기 진동   : 병렬 공진회로 등

  ※ 복잡한 진동계의 일차 근사(선형 근사)로써 유용함
     - 복원력변위에 만 비례  
        . 例) F = - k x = m a                                           ☞ 후크의 법칙 참조
     - 질량(관성)이 일정
     - 운동을 감쇠시키는 손실이 없는 등


4. (단)조화운동 수학적 표현상수계수를 갖는 선형 2계 미분방정식 (조화진동 운동방정식)       ☞ 2차 진동방정식 참조
     - 단조화운동을 나타내는 미분방정식 : 
     - 단조화운동 미분방정식 해         : 조화진동 관련 운동방정식해(解)조화진동 운동방정식 참조


5. 원운동, 단조화운동 유사성

  ※ (원운동)           →  (단순조화진동)

  ㅇ 반지름 A           →  진폭 A
  ㅇ 각 변위 θ=ωt     →  위상 변위 θ=ωt
  ㅇ 각속도 ω= dθ/dt  →  각진동수 ω=2πf
  ㅇ 회전수 f           →  진동수 f = 1/T

  

  ※ 운동표현식 : y(t) = A sin ωt, x(t) = A cos ωt
     - 속도 최대값   : 
     - 가속도 최대값 : 


[진동(조화운동)] 1. 단순 조화진동 2. 조화진동 3. 단조화 운동방정식 4. 기본 주파수 5. 결합(Coupling) 6. 결합 진동 7. 맥놀이 8. 비감쇠 자유 진동 9. 진자 10. 다 자유도 계 11. 모드 해석
  1.   기술공통
  2.   기초과학
  3.   진동/파동
    1.   진동
          1. 진동
          2. 진동 용어
      1.   진동(조화운동)
        1.   1. 단순 조화진동
            2. 조화진동
            3. 단조화 운동방정식
            4. 기본 주파수
            5. 결합(Coupling)
            6. 결합 진동
            7. 맥놀이
            8. 비감쇠 자유 진동
            9. 진자
            10. 다 자유도 계
            11. 모드 해석
      2.   진동(감쇠진동)
      3.   진동(공진)
    2.   파동
    3.   광파(빛)
    4.   음파(소리)
    5.   탄성파(지진)
  4.   방송/멀티미디어/정보이론
  5.   전기전자공학
  6.   통신/네트워킹
  7.   정보기술(IT)
  8.   공업일반(기계,재료등)
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
        최근수정     요약목록(시험중)     참고문헌