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설명

REPORT
- 보의 굽힘 -
보의 휨 모멘트 측정(measurement)

실험 목적
보의 휨 모멘트 측정(measurement)을 실시한다. 하중(힘)과 작용점에 따라 달라지는 모멘트의 크기를 직접 확인하고 모멘트 理論(이론)을 이해한다.
실험1 - 하중과 모멘트의 비례관계 도출

1. 理論(이론)적 배경
이 실험은 어떻게 굽힘 모멘트가 하중위치에 따라 변화하는지 측정(measurement)하는 것이다. 아래 그림에서 보에 작용하는 힘의 다이어그램을 나타내었다.

이 실험에서 사용하는 굽힘 모멘트방정식은 다음과 같다.

다음 표는 질량의 부하하중으로 바꾸는 작업에 유용하다.

질량 (g)
부하하중 (〓질량×g, N)
0
0
100
0.98
200
1.96
300
2.94
400
3.92
500
4.9
2. 실험 방법
① 디지털 측정(measurement)기가 하중을 가하기 전에 0인지 확인하라.
② 절단면에 추 100g을 가한다. 디지털 힘 측정(measurement)계를 읽어 4-1에 나타난 하중을 기록한다.
③ 100g,...

REPORT
- 보의 굽힘 -


보의 휨 모멘트 측정(measurement)

* 실험 목적
보의 휨 모멘트 측정(measurement)을 실시한다. 하중(힘)과 작용점에 따라 달라지는 모멘트의 크기를 직접 확인하고 모멘트 理論(이론)을 이해한다.


실험1 - 하중과 모멘트의 비례관계 도출

1. 理論(이론)적 배경
이 실험은 어떻게 굽힘 모멘트가 하중위치에 따라 변화하는지 측정(measurement)하는 것이다. 아래 그림에서 보에 작용하는 힘의 다이어그램을 나타내었다.

이 실험에서 사용하는 굽힘 모멘트방정식은 다음과 같다.

다음 표는 질량의 부하하중으로 바꾸는 작업에 유용하다.

질량 (g)
부하하중 (〓질량×g, N)
0
0
100
0.98
200
1.96
300
2.94
400
3.92
500
4.9


2. 실험 방법
① 디지털 측정(measurement)기가 하중을 가하기 전에 0인지 확인하라.
② 절단면에 추 100g을 가한다. 디지털 힘 측정(measurement)계를 읽어 4-1에 나타난 하중을 기록한다.
③ 100g, 200g, 300g, 400g 그리고 500g의 질량을 사용하여 반복한다.
④ 질량을 하중 N으로 변환하고 굽힘 모멘트를 구한다.단, 절단면에서의 굽힘 모멘트 〓 표시된 힘 × 0.125
⑤ 절단면에서의 理論(이론)적인 굽힘 모멘트를 계산하고 다음 표에 완성하라.



3. 실험 결과

질량
(g)
부하하중
(N)
실측하중
(N)
실측 굽힘 모멘트
(Nm)
理論(이론) 굽힘 모멘트
(Nm)
0
0
0
0
0
100
0.98
0.6
0.075
0.0935
200
1.96
1.2
0.15
0.1871
300
2.94
1.9
0.2375
0.2806
400
3.92
2.5
0.3125
0.3742
500
4.9
3.2
0.4
0.4677

* 계산 과정
- 실측 굽힘 모멘트(Nm) 〓 실측하중(N)*0.125m
- 理論(이론) 굽힘 모멘트(Nm) 〓 ( l〓440mm〓0.44m, a〓…(투비컨티뉴드 ) 300mm〓0.3m )

4. 그래프






5. 고 찰
이번 실험은 휨 모멘트 측정(measurement) 장비를 사용하여 질량이 0~500g까지 변화하는 하중을 측정(measurement)하고 그 하중 값으로 굽힘 모멘트를 계산하는 실험이다. 실제로 2학년 때 배운 고체역학을 기반으로 실험을 하는 거였기에 매우 기대되었었다. 생각보다 실험은 간단하였다.
실험을 하고 측정(measurement)한 값과 理論(이론)적인 계산을 하여 얻은 값에서 다소 차이가 났다. 하지만 직접 내 눈으로 실험을 하고 그 실험값으로서 고체역학을 기반으로 理論(이론)값을 구할 수 있다는 것이 신기하였다.
실험 결과를 보면 理論(이론) 굽힘 모멘트가 실측 굽힘 모멘트의 값보다 더 크다. 오차는 0.06Nm안으로 아주 작은 값의 차이이다. 따라서 理論(이론)값과 거의 비슷하게 측정(measurement) 되었다. 理論(이론)치의 그래프와 실험치의 그래프를 보면 알 수 있듯이, 모두 선형적인 그래프로 하중과 휨 모멘트의 관계가 서로 선형적으로 비례함을 보여주고 있다 그래서 이번 하중과 모멘트의 비례관계 도출 실험은 굉장히 잘되었다.
측정(measurement)값과 理論(이론)값의 오차Cause 을 생각해 보았는데, 이는 기계가 하중을 측정(measurement)함에 있어 화면에 출력되는 측정(measurement)하중의 유효숫자 때문으로 여겨졌다. 기계가 표시하는 출력 값이 소수점 한자리 밖에 되지 않았는데 이때 오차가 생겼을 것이다.
고체역학을 기반으로 처음해본 실험이라 그런지 실제 학문이 몸소 느껴졌다. 그리고 이제까지 해왔던 실험 중에 理論(이론)값과 실측값이 제일 근사하였던 실험이라 그런지 실험을 하고나서 뿌듯한 보람을 느낄 수 있었다.

6. 참고 서적
고체역학 [저자:서창민] , 기계Engineering 실험
실험2 - 하중이 부과된 점에서 떨어진 점의 모멘트

1. 理論(이론)적 배경
이 실험은 다양한 하중 조건하에서 빔의 절단위치에 따라 어떻게 굽힘 모멘트가 변화하는지 측정(measurement)하는 것이다. 여기서 절단에서의 굽힘 모멘트라고 하는 것은 절단에 의해서 외쪽 혹은 오른쪽에 작용하는 하중에 의해 야기 되는 모멘트의 합을 의미한다.

2. 실험 방법
① 디지털 측정(measurement)기가


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실험결과/기계

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