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Intro ......

 

힘을 측정 한다. 원리 및 이론 ◈ 힘의 크기, 식 1을 미분하여 양변을 R로 나누면, 단면적을 A, 저항선의 비저항을 ρ, 길이를 l이라 하면 -1 이 금속저항선의 외부온도를 일정하게 하고 균일하게 당기거나 누르거나 하는 힘을 가하여 발생하는 저항 값의 변화율( )을 구하려면, 힘의 작용으로 발생하는 현상을 이용하여 힘을 측정한다. 위 그림처럼 외팔보의 변형에 따른 물리량들을 문자들로 표시한다면 굽힘 모멘트는 다음 식과 같다. 힘의 작용으로 발생하는 현상은 운동을 하고 있는 물체는 운동의 변화를 측정하면 될 것이고 운동을 하지 않고 있는 물체는 물체의 변형을 측정함으로써 힘의 크기를 측정할 수 있다.doc. 결 과 6.doc 기계공학 실험 - 힘 측정.doc 기계공학 실험 - 힘 측정.doc 기계공학 실험 - 힘 측정. 체적변화율과 비저항의 변화율이 같다고 가정한다면 식 2)에 식3)과 4)를 대…(생략) 기계공학 실험 - 힘 측정. 실험 방법 5.doc 기계공학 실험 - 힘 측정. , 변형 힘은 Newton 의 운동법칙에서 정의하는 물리량이다 ......

 

 

Index & Contents

기계공학 실험 - 힘 측정 Report

 

기계공학 실험 - 힘 측정.doc 자료.zip

 

기계공학 실험 - 힘 측정

목 차

 

실험 목적

 

2. 원리 및 이론

Strain Gage

Wheastone Bridge

 

실험 장치

 

4. 실험 방법

 

5. 결 과

 

6. 고 찰

 

7. 부 록

 

1. 실험 목적

 

힘의 측정방법과 그 원리에 대해 알아보고 휘트스톤 브릿지 회로와 힘 측정 장치를 이용하여 실험해본다.

힘의 크기를 직접적으로 측정하는 방법은 없으나, 힘의 작용으로 발생하는 현상을 이용하여 힘을 측정한다. 힘의 작용으로 발생하는 현상은 운동을 하고 있는 물체는 운동의 변화를 측정하면 될 것이고 운동을 하지 않고 있는 물체는 물체의 변형을 측정함으로써 힘의 크기를 측정할 수 있다. 기계공학 관련 분야에서는 힘의 측정이 매우 중요하게 취급된다. 본 실험에서는 힘의 측정을 물체의 변형을 이용하여 측정하는 방법에 관하여 기초 이론과 함께 실습을 진행한다.

 

2. 원리 및 이론

 

◈ 힘의 크기, 변형

 

힘은 Newton 의 운동법칙에서 정의하는 물리량이다.

 

 

 

그림1. 외팔보의 굽힘 모멘트 발생

 

한쪽 끝이 고정되어 있는 외팔보의 자유단 끝에 하중을 걸면 보는 변형을 일으킨다. 이 외팔보가 집중하중을 받을 때 외팔보 전체에는 이론적으로 순수 굽힘 모멘트가 발생한다.

위 그림처럼 외팔보의 변형에 따른 물리량들을 문자들로 표시한다면 굽힘 모멘트는 다음 식과 같다.

 

y 지점에 발생하는 변형률과 재료의 탄성률을 E 라고 했을 때, 이 변형에 의해 발생하는 응력을 계산 하면

 

 

그리고 이 식들을 이용하여 스트레인 게이지로부터 얻어진 외팔보 표면의 변형 값을 이용, 힘을 측정 한다.

 

그림2.응력에 의한 변형률

 

◈ Strain Gage

 

스트레인과 저항 값 변화의 관계는 그림 1의 저항체와 같이 모두 직선이라 생각하고 저항 값을 R, 저항선의 비저항을 ρ, 단면적을 A, 길이를 l이라 하면

 

-1

 

이 금속저항선의 외부온도를 일정하게 하고 균일하게 당기거나 누르거나 하는 힘을 가하여 발생하는 저항 값의 변화율( )을 구하려면, 식 1을 미분하여 양변을 R로 나누면,

 

-2

 

여기서 스트레인 ε은

 

-3

 

또한 저항선의 전 체적을 V라 하면 로 부터

 

-4

 

여기에서 저항선의 체적변화가 발생하면 밀도변화가 있고 따라서 저항이 변화한다고 생각된다. 체적변화율과 비저항의 변화율이 같다고 가정한다면

 

 

 

식 2)에 식3)과 4)를 대…(생략)

 

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