개념과 작동 원리
질량이 용수철에 연결되면 변위에 따른 복원력이 작용합니다. 점성 감쇠 모형에서는 속도에 반대 방향으로 비례하는 힘이 작용합니다.
감쇠가 작으면 진폭이 줄며 왕복하고 충분히 크면 진동 없이 돌아옵니다. 임계감쇠는 이 두 거동을 나누는 경계입니다.
관계식과 성립 조건
mẍ+cẋ+kx=0이며 임계 감쇠계수 cc=2√(km)입니다. c/cc를 비교해 부족감쇠, 임계감쇠, 과감쇠를 구분합니다.
선형 용수철과 일정 점성 감쇠의 자유 응답입니다. 실제 마찰과 큰 변형은 다른 힘 법칙을 가질 수 있고 돌아오는 시간은 초기 조건과 기준에도 달려 있습니다.
가상 실험에서 읽을 변화
임계 감쇠는 진동 없이 빠르게 평형으로 돌아오는 경계예요.
선형 용수철과 점성 감쇠의 자유진동 해석해예요. 노면 충격 직후 변위를 주고 정지에서 놓아요. 마찰·비선형 댐퍼·타이어는 제외해요.
핵심 관계와 기호
mẍ + cẋ + kx = 0 · cc = 2√(km)
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| k | 용수철 상수 | N/m |
| c | 점성 감쇠계수 | N·s/m |
| m | 진동 질량 | kg |
예시로 확인하기
임계 감쇠 계수는 무엇인가요?
2√(km) · 임계 감쇠는 진동 없이 빠르게 평형으로 돌아오는 경계예요.
자주 헷갈리는 점
- 과감쇠로 더 크게 감쇠시키면 항상 임계감쇠보다 빨리 평형에 도달하는 것은 아닙니다.