지금까지 회전운동을 선형운동으로 만들기 위해 많은 연구가 되어 실제장치의 특허는 1980년대부터 볼 수 있으나 분명한 이론적 근거가 없었다. 회전운동을 선형운동으로 만들기 위한 방법 중 한 가지를 소개한다. 회전중심의 팔에 관성질량이 달려 있으면 회전중심으로 회전 중 각 가속도를 강제로 제어발생시 작용 반작용에 의해서 관성질량에 순간 질량중심이 발생한다. 그 결과 계 전체의 질량중심에 순간회전 변위가 발생한다. 계의 질량중심의 회전변위를 한 방향이 되도록 각가속도를 적절히 제어하면 선형 선형적인 펄스 운동을 얻을 수 있다. 기존 실제 장치들의 운동특성을 참조하여 회전중심 과 순간질량 중심 및 계의 질량중심 관계의 모델을 세우고 수식 및 이론을 정의하여 해석한다.
두 물체의 충격운동량-충격 및 탄성파 발생의 순으로 작용하도록 하면 계 내에서 충돌 후 생기는 운동량의 관성 속도와 충돌기간동안 발생하는 탄성파의 충격에너지 전달속도가 다른 경우가 있다. 이것은 충돌기간동안 총 운동량은 보존되나 선 운동량이 비 보존되는 경우가 있어서 충돌기간동안 비 보존된 내부 운동량의 시간 적분만큼 충돌을 가한 질량중심이 이동했다는 의미이다. 충돌기간동안 충격파는 탄성파에 근사시키고 그것은 군속도에 근사시켜 이론적 근거를 만들고 실험에 의해 확인했다. 폐쇄된 계 내에서 내부에너지를 이용하여 특별한 두 물체의 충돌기간동안 비 보존되는 운동량 때문에 질량중심이 이동되는 것에 대해 해석한다.
Sco OB1의 핵심성단 NGC 6231를 호주 Siding Spring 천문대 1m 망원경을 사용하여 -40'${\times}$40' 영역을 관측하였다. 측광자료를 바탕으로 성단의 반경, 성간소광 법칙, 나이 및 초기질량함수를 결정하였다. 성단의 반지름은 구성원의 질량에 상관없이 거의 10' ($R{\approx}4.6pc$)으로 동일한 값을 보였다. 전체적으로는 정상적인 성간소광 법칙을 따르지만, 성단의 중심으로 갈수로 큰 $R_V$를 보여주며, 이는 과거에 있었을 것으로 추정되는 초신성의 효과로 추정된다. 질량이 큰 별과 X-선으로 선택된 성단의 전주계열성은 비슷한 평균나이를 보이지만 전주계열성은 훨씬 큰 나이분산을 보였다. 성단전체 초기질량함수의 기울기는 Salpeter 초기질량함수의 기울기와 매우 유사한 ${\Gamma}$=-1.1${\pm}$0.1을 보였으며, 성단 중심거리에 따른 초기질량함수의 기울기는 -1.0${\pm}$0.2에서 -1.8${\pm}$0.5까지 체계적으로 변화를 하였다. 질량이 큰 O형 별의 쌍성비율이 중심거리에 따른 변화를 보이지 않음에 비추어 볼 때, NGC 6231의 질량분리 양상은 역학적 진화의 결과가 아니라 원초적 질량분리현상으로 결론을 내릴 수 있다.
우리가 어떤 한 개념을 형성하면 우리는 그 개념을 이용하여 어떤 사회 현상 또는 자연현상을 분석할 수 있는 힘을 갖게 된다. 그러나 어떤 대상에 대한 한 개념을 형성하는 것은 쉬운 일이 아니다. 한 개인이 어떤 개념이든 그 개념을 이해하는 과정은 실로 험난한 정신적 여정이다. 이런 이유로 개념의 이해에 관한 문제는 교육에서 늘 연구의 대상이 되어왔다. 우리는 개념에 대한 선행연구를 통해 개념이 이중적 본성 즉, 조작적 특성과 구조적 특성을 갖고 있음을 알게 되었다. 또한 한 개념은 조작적 개념에서 구조적 개념으로 발전한다는 것을 이전 연구에서 발견할 수 있다. 그러나 어떤 한 개념의 이중적 본성을 안다는 것은 매우 어려운 일이며 특히 학생들이 한 개념의 구조적 개념을 이해하였는지 알기는 더더욱 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 질량중심의 개념에 대한 조작적 특성과 구조적 특성을 알아보고, 학생들이 질량중심 개념에 대하여 그 개념을 조작적 접근을 통하여 구조적 개념으로 어느 정도 형성하게 되는지 검사와 면담을 통하여 분석하고자 한다. 또한 이러한 분석을 통하여 한 개념에 대한 구조적 개념을 형성하도록 하기 위해서 무엇을 해야 하는지 그 함의하는 바를 찾고자한다.
Piezoelectric element is deformed by driving voltage pattern. We developed a device of moving LD(laser disk) to use the rapid deformation of piezoelectric element. If driving voltage is changed very rapidly, the difference of acceleration is accurred between spindle motor and LD. To move LD on turn table is attained by utilizing difference of acceleration. This paper describes theoretical and experimental results about the movement of LD and presents to measure the center of mass LD with unbalance force.
본 연구에서는 건물의 질량중심과 면진층의 강성중심 사이의 차이에 따른 면진효과에 대하여 살펴보았다. 면진기술은 면진층에 설치되는 면진장치의 성능에 크게 의존하는 기술이므로 면진장치 제작 후 전수검사를 통하여 면진장치의 수평강성을 검토하게 되어 있다. 하지만 면진장치 성능실험 시 각각의 면진장치의 품질기준은 건축기준에는 정해져 있지 않으며, 이로 인해 설계 시 적용된 강성과 실제 강성의 차이가 발생하여 면진층 상부 부재에 큰 문제를 야기할 수 있다. 연구결과, 최대응답변위의 차이는 크게 나타나지 않았으나 편심이 증가할수록 최대응답가속도, 층전단력 및 상부구조의 부재력은 크게 증가하여 일부 부재에서는 과도한 손상이 예상된다. 따라서 면진층은 실제 장치 제작 후 전수검사를 실시하여 반드시 설계된 의도대로 편심이 발생하지 않도록 장치를 재배치할 필요가 있으며, 가능하다면 건물의 질량중심과 강성중심의 차이는 동일하게 설계할 것을 추천한다.
저궤도 위성을 설계함에 있어 시스템 수준에서 수행하는 질량특성의 계산은 위성을 구성하는 각각의 구성품에 대한 정보를 종합하여 전체 시스템의 특성을 예측하는 작업이다. 질량특성에 대한 요구조건은 발사체로부터 설정되는데 요구조건 항목은 탑재체질량, 무게중심 그리고 관성모멘트에 관한 것이다 또한, 자세제어면에서 추력에 의한 토크에 따른 무게 중심 등이며 최근 위성의 고기동화 요구에 따라 기동요구조건 및 자세구동장치의 용량에 따라 결정된다. 특히 위성의 궤도형상 관성모멘트는 위성 동특성을 표시하므로 이를 사용하여 제어시뮬레이션을 수행하는 자세제어계에 주요 입력 데이터로 활용된다. 본 논문에서는 저궤도 위성의 질량특성 요구조건을 검증하기 위해 수행한 질량특성 예측과 질량특성 측정 시험에 대해서 기술하고자 한다.
어떤 폐쇄된 공간 내에서 운동하는 한 물체가 다른 물체와 완전 탄성 충돌이 일어날 경우 현재물리법칙에 따르면 그 공간의 질량중심 이동은 없는 것으로 정의되어 있으며 이에 따라 컴퓨터 그래픽 표현 역시 이와 마찬가지로 되어 있다. 본 논문은 폐쇄된 공간 내에서 두 물체가 충돌하는 기간동안 폐쇄된 공간의 질량중심(CM) 위치이동의 미소한 현상을 포함한 물리법칙을 정의한다. 본 논문에서 정의된 법칙은 근사적인 실험장치로 확인하였으며, 이를 이용하여 폐쇄된 공간 내에서 두 물체의 충돌 순간 형태의 그래픽 표현모델과 수식을 정의하였다. 질량중심 위치이동의 미소한 현상을 다 물체 동역학 시뮬레이션 프로그램 또는 햅틱(haptic) 프로그램에 적용하면 좀더 정확성 있는 운동을 표현할 수 있게 될 것이다. 이러한 정의는 만화영화나 그래픽으로 동작을 표현하는 곳에 적용하면 보다 현실감 있게 표현이 가능할 것이다.
진동구조물의 해석 또는 설계변경 등을 위해서는 구조물의 강체특성(질량, 질량중심위치, 관성모멘트, 관성적, 주축방향)을 정확히 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 Direct System Identification Method를 애용하여 진동 시험으로부터 얻어진 잡음이 혼입된 데이터로 부터 특성행렬(질량행렬, 감쇄행렬, 강성행렬의총칭)을 직접 규명하는 반복계산에 의한 노이즈에 강인한 방법의 개발과 가상중심점을 이용하지 않고 실험으로 부터 얻어지는 병진성분 데이터를 직접 이용하여 강체특성을 추정하는 방법을 개발한다. 마운트 지지된 평판모델에 대한 실험적 응용과 시뮬레이션에 의한 soild 모델 응용으로 본 연구의방법의 타당성을 검증한다.
본 연구의 목적은 젊은 성인과 노인의 장애물 보행 시 신체질량중심의 변위와 최대속도를 3차원적으로 비교 분석하여 노인의 낙상위험 및 균형능력을 평가할 수 있는 중요한 요소가 될 수 있는지를 검증하는데 있다. 본 연구의 대상은 건강한 젊은 성인 10명(남성 6명/여성 4명, $24.6{\pm}1.9$세)과 65세 이상 건강한 노인 10명(남성 1명/여성 9명)으로 선정하였다. 각 피험자 신장의 10% 높이의 장애물 보행을 실시하였으며 동작 분석 장비를 통해 신체질량중심의 변위와 최대속도를 3차원적으로 분석하였다. 전후방향에서는 젊은 성인 집단의 변위가 더 크고(p=.019) 최대속도가 더 빠르게 나타났으며(p<.001), 좌우방향에서는 노인 집단의 변위가 더 크고(p=.004), 더 빠르게 나타났다(p<.001). 수직방향에서의 변위는 유의한 차이가 없었고(p=.135), 최대 속도는 젊은 성인 집단이 더 빠르게 나타났다(p<.001). 신체질량중심의 좌우방향에서의 크고 빠른 움직임은 노인의 동적 균형능력 저하로 인해 넘어가는 발(swing limb)의 안정적인 지지면 딛기를 위한 보상적 조절로 여겨지며, 따라서 노인의 낙상위험 및 균형능력을 평가할 수 있는 중요한 요소가 될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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