공진의 정의와 공진의 예, 공진의 사고 사례, 공진의 이용, 결과에 관한고서

목차

1. 서론
1.1 공진(Resonance)

2. 공진의 예

3. 공진 사고 사례

4. 공진 이용

5. 결과

본문내용

1. 서론
1.1 공진(Resonance)의 정의
공진이란 특정 진동수 (고유 주파수 영역)에서 큰 진폭으로 진동하는 현상을 말한다. 각 물체는 고유 진동수를 가지고 있으며, 또한 여러 개의 고유 진동수를 가질 수 있다. <그림 1-1>과 같이 공진점을 가지는 시스템이 있고, 시스템 외부에서 고유 진동수 근처에 해당하는 주기적인 외력이 인가된다. 이 시스템은 이전보다 더 큰 진폭으로 진동하게 되고 점점 진폭이 커지는 운동을 하게 된다.

2. 공진의 예
공명의 가장 쉬운 예로 그네 밀기가 있다. 그네를 뒤에서 밀어 줄 때 <그림 1-2>의 오른쪽과 같이 앞으로 나아갈 때 뒤에서 밀어주는 것이 더 큰 진폭을 발생시킬 수 있다. 또한, 일정한 주기로 계속해서 밀어주는 것이 점점 더 크게 그네의 진폭을 키울 수 있다. 다시 말해, 그네의 흔들리는 주기가 바로 고유 진동수 (natural frequency)이고, 입력이 고유 진동수와 같은 주기의 같은 위상일 때 공진이 잘 발생한다는 것을 직관적으로 알 수가 있다.

또한 회전에 의한 진동이 물체의 고유진동수와 딱 맞게 오랫동안 지속되면 내구성이 이를 버티지 못하고 파괴되는 것도 공진형상이며, 세탁기에서 탈수가 끝날 무렵 세탁기에서 소음이 나는데 바로 그때의 회전수가 세탁기의 고유 진동수와 딱 맞아떨어져 순간 진동이 커지는 것 또한 공진형상이다. 따라서 시스템을 설계할 때는 외부 진동이 시스템의 고유 진동수를 최대한 피할 수 있게 설계하는 것이 중요하다.

지진에 의해 건물이 무너지는 것 역시 공진으로 설명할 수 있다. 우리가 통상 낮은 건물이 지진에 강하다고 생각하는 경우가 많은데 그렇지 않은 반례가 많다. 그 예로 바닥의 진동수를 저주파에서 고주파로 증가 시켰을 때 가장 먼저 높은 구조물이 공진하고 그 다음으로 낮은 구조물 순으로 공진하는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해, 당시의 지진의 진동수와 건물의 고유 진동수가 피해 규모와 관련이 있는 것이다.

참고 자료

이영완 기자외 1명/2011.07.20/조선일보/12층서 23명 동시에 뛰니...38층“어,흔들린다”