제4과목 · 진동 기초
파동·주파수·진폭
관련 용어와 작동 원리, 개념별 차이를 먼저 이해한 뒤 연결 문제를 직접 풀고 제출 후 보기별 근거를 확인합니다. 흩어진 23개 세부 개념을 하나의 학습 흐름으로 묶었습니다.
Concept
개념
파동·주파수·진폭은(는) 진동 기초는 변위·속도·가속도, 진폭·주파수·위상과 질량·강성·감쇠의 관계로 설비 응답을 해석한다.
가진주파수가 고유진동수에 가까워지면 공진이 커지고 감쇠가 응답을 제한한다. 같은 정현파라도 변위·속도·가속도 진폭은 각주파수에 따라 달라진다.
Concept map
파동·주파수·진폭 기출 판단 지도
문제의 단서에서 바로 답을 고르지 않고, 적용 대상과 기능을 거쳐 실제 기출 판단유형까지 연결합니다. 아래에는 이 묶음에서 우선 구분할 대표 개념을 표시했습니다.
1-A
문제에서 찾을 단서
“고유진동수가 같은 두 진동체 중 한쪽을 울렸을 때 다른 쪽도 진동하는 현상은?”에서 요구하는 조건
1-B
공명
한 진동체가 방사한 가진주파수가 다른 진동체의 고유진동수와 일치하여 진폭이 증가한다.
1-C
기출 판단유형
조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다.
2-A
문제에서 찾을 단서
“언밸런스와 축정렬불량의 진동을 불규칙진동으로만 분류하는 설명이 부적절한 이유는?”에서 요구하는 조건
2-B
규칙·불규칙 진동
언밸런스는 주로 1×, 정렬불량은 1×·2× 등 회전동기 성분이 나타나는 결정론적 진동이다.
2-C
기출 판단유형
분류·제외형: 같은 계열처럼 보이는 항목 중 분류 기준에서 벗어나는 보기를 찾는다.
3-A
문제에서 찾을 단서
“동일한 축 회전수에서 손상 시 가장 높은 기어 맞물림주파수를 만드는 기어는?”에서 요구하는 조건
3-B
기어 맞물림주파수
기어 맞물림주파수 GMF=잇수×회전주파수이므로 회전수가 같다면 잇수가 가장 많은 기어가 가장 높다.
3-C
기출 판단유형
계산·적용형: 제시된 조건과 단위를 식에 적용해 결과를 판정한다.
Compare
개념별 역할과 차이
| 구분 | 기출에서 묻는 것 | 핵심 근거 | 기출 유형 | 실제 함정 |
|---|---|---|---|---|
| 공명 | “고유진동수가 같은 두 진동체 중 한쪽을 울렸을 때 다른 쪽도 진동하는 현상은?”에서 요구하는 조건 | 한 진동체가 방사한 가진주파수가 다른 진동체의 고유진동수와 일치하여 진폭이 증가한다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “서징”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 한 진동체가 방사한 가진주파수가 다른 진동체의 고유진동수와 일치하여 진폭이 증가한다. |
| 규칙·불규칙 진동 | “언밸런스와 축정렬불량의 진동을 불규칙진동으로만 분류하는 설명이 부적절한 이유는?”에서 요구하는 조건 | 언밸런스는 주로 1×, 정렬불량은 1×·2× 등 회전동기 성분이 나타나는 결정론적 진동이다. | 분류·제외형: 같은 계열처럼 보이는 항목 중 분류 기준에서 벗어나는 보기를 찾는다. | 부정형 함정 보기: “항상 진동이 발생하지 않기 때문이다.”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “회전주파수와 고조파에 동기된 주기성 성분이 나타나기 때문이다.”입니다. |
| 기어 맞물림주파수 | “동일한 축 회전수에서 손상 시 가장 높은 기어 맞물림주파수를 만드는 기어는?”에서 요구하는 조건 | 기어 맞물림주파수 GMF=잇수×회전주파수이므로 회전수가 같다면 잇수가 가장 많은 기어가 가장 높다. | 계산·적용형: 제시된 조건과 단위를 식에 적용해 결과를 판정한다. | 실제 함정 보기: “잇수 30개”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 기어 맞물림주파수 GMF=잇수×회전주파수이므로 회전수가 같다면 잇수가 가장 많은 기어가 가장 높다. |
| 도플러 효과 | “음원과 관측자의 상대운동으로 관측 주파수가 달라지는 현상은?”에서 요구하는 조건 | 상대적으로 접근하면 관측주파수가 높아지고 멀어지면 낮아진다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “마스킹 효과”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 상대적으로 접근하면 관측주파수가 높아지고 멀어지면 낮아진다. |
| 맥놀이 | “주파수가 조금 다른 두 음이 합성되어 소리가 주기적으로 커졌다 작아지는 현상은?”에서 요구하는 조건 | 두 주파수 차이에 해당하는 주기로 보강·상쇄간섭이 반복된다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “도플러 효과”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 두 주파수 차이에 해당하는 주기로 보강·상쇄간섭이 반복된다. |
| 정재파 | “파동의 종류와 설명의 연결로 옳지 않은 것은?”에서 요구하는 조건 | 고정된 마디와 배는 정재파의 특성이며 진행파는 파형과 에너지가 이동한다. | 부정형 판별: 실제로 성립하는 설명과 제외할 보기를 구분한다. | 부정형 함정 보기: “진행파는 에너지가 공간을 따라 전파된다.”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “진행파는 입사파와 반사파의 간섭으로 마디와 배가 고정된 파이다.”입니다. |
| 정현파 진폭값 | “정현파 진동에서 피크값과 실효값의 관계로 옳은 것은?”에서 요구하는 조건 | 정현파의 실효값은 피크값의 1/√2(약 0.707)이다. 진동 에너지 수준을 대표할 때 RMS를 사용한다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “RMS=Peak/2”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 정현파의 실효값은 피크값의 1/√2(약 0.707)이다. 진동 에너지 수준을 대표할 때 RMS를 사용한다. |
| 정현파 진폭용어 | “정현파의 피크투피크값에 관한 설명으로 옳은 것은?”에서 요구하는 조건 | 대칭 정현파에서 피크투피크값은 편진폭의 2배이다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “한 주기를 수행하는 시간이다.”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 대칭 정현파에서 피크투피크값은 편진폭의 2배이다. |
| 주기와 주파수 | “주파수가 50 Hz인 진동의 주기는?”에서 요구하는 조건 | 주기 T는 주파수 f의 역수이므로 T=1/f=1/50=0.02 s이다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “0.002 s”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 주기 T는 주파수 f의 역수이므로 T=1/f=1/50=0.02 s이다. |
| 주파수 단위 | “주파수의 단위로 사용할 수 있는 것은?”에서 요구하는 조건 | 주파수는 1초 동안 반복되는 주기의 수이며 Hz=cycle/s이다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “m/s”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 주파수는 1초 동안 반복되는 주기의 수이며 Hz=cycle/s이다. |
| 주파수 정의 | “주파수에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?”에서 요구하는 조건 | 주파수는 1초당 반복횟수이며 f=1/T이다. | 부정형 판별: 실제로 성립하는 설명과 제외할 보기를 구분한다. | 부정형 함정 보기: “단위는 Hz이다.”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “주파수는 60초 동안의 사이클 수이다.”입니다. |
| 주파수 필터 | “설정된 특정 주파수 대역을 제거하고 그 밖의 성분을 통과시키는 필터는?”에서 요구하는 조건 | Band-stop 필터는 지정 대역을 감쇠하고 저주파와 고주파의 나머지 구간을 통과시킨다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “저역통과필터”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: Band-stop 필터는 지정 대역을 감쇠하고 저주파와 고주파의 나머지 구간을 통과시킨다. |
| 진동 분류 | “진동 종류에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?”에서 요구하는 조건 | 선형진동은 질량·감쇠·강성 등 요소가 선형 관계를 따르는 진동을 말한다. | 부정형 판별: 실제로 성립하는 설명과 제외할 보기를 구분한다. | 부정형 함정 보기: “자유진동은 외란 후 계가 스스로 진동하는 상태다.”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “선형진동은 진폭이 증가하면 모든 진동계가 같은 방식으로 움직이는 진동이다.”입니다. |
| 진동 절연 주파수비 | “가진주파수 f와 고유진동수 fn의 비 R=f/fn 중 진동 절연효과가 가장 큰 것은?”에서 요구하는 조건 | 일반적으로 주파수비가 충분히 클수록 전달률이 감소하여 절연효과가 커진다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “R=1”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 일반적으로 주파수비가 충분히 클수록 전달률이 감소하여 절연효과가 커진다. |
| 진동 주파수대 | “회전기계 이상현상 중 일반적으로 중간 주파수대에서 나타나는 것은?”에서 요구하는 조건 | 언밸런스·정렬불량은 주로 저주파, 압력맥동은 중간주파, 공동현상은 고주파 성분과 연관된다. | 사례·진단형: 증상과 조건에서 직접 원인 또는 다음 조치를 구분한다. | 실제 함정 보기: “공동현상”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 언밸런스·정렬불량은 주로 저주파, 압력맥동은 중간주파, 공동현상은 고주파 성분과 연관된다. |
| 진동 진폭 파라미터 | “진동의 진폭을 나타내는 기본 파라미터가 아닌 것은?”에서 요구하는 조건 | 댐퍼는 감쇠장치이고 진동 크기는 변위·속도·가속도로 표현한다. | 부정형 판별: 실제로 성립하는 설명과 제외할 보기를 구분한다. | 부정형 함정 보기: “변위”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “댐퍼”입니다. |
| 진동주기 | “진동이 완전한 1사이클을 수행하는 데 걸리는 시간은?”에서 요구하는 조건 | 주기 T는 주파수 f의 역수 T=1/f이다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “진동수”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 주기 T는 주파수 f의 역수 T=1/f이다. |
| 진동차단 주파수비 | “진동차단기의 주파수비 R에 따른 효과 설명으로 옳지 않은 것은?”에서 요구하는 조건 | 진동절연은 일반적으로 R√2에서 시작되며 R이 커질수록 효과가 증가한다. | 부정형 판별: 실제로 성립하는 설명과 제외할 보기를 구분한다. | 부정형 함정 보기: “R이 √2 이하이면 진동이 증폭될 수 있다.”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “R=1.4~3 구간에서 진동차단효과가 매우 높다.”입니다. |
| 캐비테이션 주파수 | “펌프 캐비테이션을 진동으로 진단할 때 흔히 관찰되는 특징은?”에서 요구하는 조건 | 기포의 생성·붕괴는 불규칙한 충격을 만들어 고주파 광대역 성분과 소음을 발생시킨다. | 개념 구분형: 대상의 기능·특징·분류 기준을 비교한다. | 실제 함정 보기: “정확한 1× 성분만”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 기포의 생성·붕괴는 불규칙한 충격을 만들어 고주파 광대역 성분과 소음을 발생시킨다. |
| 파동 주파수 계산 | “음속이 340 m/s이고 파장이 10 m인 음파의 주파수는?”에서 요구하는 조건 | 파동의 기본식 c=fλ에서 f=340/10=34 Hz이다. | 조건 판별형: 질문의 대상·조건·기능이 모두 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “0.3 Hz”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 파동의 기본식 c=fλ에서 f=340/10=34 Hz이다. |
| 파동 중첩 | “같은 성질의 파동이 한 점을 동시에 통과할 때 각 파동의 변위가 합성되는 원리는?”에서 요구하는 조건 | 선형 파동에서는 각 파동의 순간변위를 대수적으로 합하여 합성파를 구한다. | 요구성능형: 용도에서 필요한 성질과 기대 효과가 함께 맞는 보기를 고른다. | 실제 함정 보기: “도플러 효과”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 선형 파동에서는 각 파동의 순간변위를 대수적으로 합하여 합성파를 구한다. |
| 파동 현상 | “두 개 이상의 파동이 합성되는 중첩의 원리로 직접 설명하기 어려운 것은?”에서 요구하는 조건 | 굴절은 매질 또는 전파속도 변화로 진행방향이 바뀌는 현상이다. | 사례·진단형: 증상과 조건에서 직접 원인 또는 다음 조치를 구분한다. | 실제 함정 보기: “보강간섭”. 이 보기를 정답과 바꿔 제시합니다. 판단 기준: 굴절은 매질 또는 전파속도 변화로 진행방향이 바뀌는 현상이다. |
| 파장·주파수 | “파장과 주파수의 관계에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?”에서 요구하는 조건 | v=fλ이므로 f=v/λ이며 주파수는 음속에 비례하고 파장에 반비례한다. | 부정형 판별: 실제로 성립하는 설명과 제외할 보기를 구분한다. | 부정형 함정 보기: “파장은 음파 1주기의 진행거리이다.”. 이 보기는 실제로 성립하므로 제외하면 안 됩니다. 정답(제외 대상)은 “주파수는 음속에 반비례하고 파장에 비례한다.”입니다. |
Field application증상에서 출발하는 실무 적용펼쳐보기접기
진폭의 표현값과 단위를 확인한다.
회전주파수·고유진동수·가진주파수를 구분한다.
주파수비와 감쇠를 이용해 공진·절연 여부를 판단한다.
Deep dive
세부 개념으로 들어가기
공명한 진동체가 방사한 가진주파수가 다른 진동체의 고유진동수와 일치하여 진폭이 증가한다.정의·공식·세부 근거 보기 규칙·불규칙 진동언밸런스는 주로 1×, 정렬불량은 1×·2× 등 회전동기 성분이 나타나는 결정론적 진동이다.정의·공식·세부 근거 보기 기어 맞물림주파수기어 맞물림주파수 GMF=잇수×회전주파수이므로 회전수가 같다면 잇수가 가장 많은 기어가 가장 높다.정의·공식·세부 근거 보기 도플러 효과상대적으로 접근하면 관측주파수가 높아지고 멀어지면 낮아진다.정의·공식·세부 근거 보기 맥놀이두 주파수 차이에 해당하는 주기로 보강·상쇄간섭이 반복된다.정의·공식·세부 근거 보기 정재파고정된 마디와 배는 정재파의 특성이며 진행파는 파형과 에너지가 이동한다.정의·공식·세부 근거 보기 정현파 진폭값정현파의 실효값은 피크값의 1/√2(약 0.707)이다. 진동 에너지 수준을 대표할 때 RMS를 사용한다.정의·공식·세부 근거 보기 정현파 진폭용어대칭 정현파에서 피크투피크값은 편진폭의 2배이다.정의·공식·세부 근거 보기 주기와 주파수주기 T는 주파수 f의 역수이므로 T=1/f=1/50=0.02 s이다.정의·공식·세부 근거 보기 주파수 단위주파수는 1초 동안 반복되는 주기의 수이며 Hz=cycle/s이다.정의·공식·세부 근거 보기 주파수 정의주파수는 1초당 반복횟수이며 f=1/T이다.정의·공식·세부 근거 보기 주파수 필터Band-stop 필터는 지정 대역을 감쇠하고 저주파와 고주파의 나머지 구간을 통과시킨다.정의·공식·세부 근거 보기 진동 분류선형진동은 질량·감쇠·강성 등 요소가 선형 관계를 따르는 진동을 말한다.정의·공식·세부 근거 보기 진동 절연 주파수비일반적으로 주파수비가 충분히 클수록 전달률이 감소하여 절연효과가 커진다.정의·공식·세부 근거 보기 진동 주파수대언밸런스·정렬불량은 주로 저주파, 압력맥동은 중간주파, 공동현상은 고주파 성분과 연관된다.정의·공식·세부 근거 보기 진동 진폭 파라미터댐퍼는 감쇠장치이고 진동 크기는 변위·속도·가속도로 표현한다.정의·공식·세부 근거 보기 진동주기주기 T는 주파수 f의 역수 T=1/f이다.정의·공식·세부 근거 보기 진동차단 주파수비진동절연은 일반적으로 R>√2에서 시작되며 R이 커질수록 효과가 증가한다.정의·공식·세부 근거 보기 캐비테이션 주파수기포의 생성·붕괴는 불규칙한 충격을 만들어 고주파 광대역 성분과 소음을 발생시킨다.정의·공식·세부 근거 보기 파동 주파수 계산파동의 기본식 c=fλ에서 f=340/10=34 Hz이다.정의·공식·세부 근거 보기 파동 중첩선형 파동에서는 각 파동의 순간변위를 대수적으로 합하여 합성파를 구한다.정의·공식·세부 근거 보기 파동 현상굴절은 매질 또는 전파속도 변화로 진행방향이 바뀌는 현상이다.정의·공식·세부 근거 보기 파장·주파수v=fλ이므로 f=v/λ이며 주파수는 음속에 비례하고 파장에 반비례한다.정의·공식·세부 근거 보기
Past exam practice
기출 문제 풀기
개념을 확인했다면 실제 CBT 문제를 바로 풀어보세요. 답안을 제출하면 페이지 이동 없이 정오답과 풀이가 열립니다. 처음 3개부터 보여주며 정답은 제출 전까지 전송하지 않습니다.
Exam traps
연결 문제로 확인하는 시험 함정
아래에서는 문제와 보기만 미리 보여 줍니다. 정답·해설·보기별 근거는 답을 제출한 뒤에만 공개되므로, 먼저 직접 판단하고 풀이 화면에서 확인하세요.
학습용 재구성 1직접 풀기
고유진동수가 같은 두 진동체 중 한쪽을 울렸을 때 다른 쪽도 진동하는 현상은?
- 1공명
- 2서징
- 3음압도
- 4캐비테이션
학습용 재구성 2직접 풀기
언밸런스와 축정렬불량의 진동을 불규칙진동으로만 분류하는 설명이 부적절한 이유는?
- 1항상 진동이 발생하지 않기 때문이다.
- 2온도변화만으로 발생하기 때문이다.
- 3회전주파수와 고조파에 동기된 주기성 성분이 나타나기 때문이다.
- 4직류성분만 나타나기 때문이다.
검증 문제 3직접 풀기
동일한 축 회전수에서 손상 시 가장 높은 기어 맞물림주파수를 만드는 기어는?
- 1잇수 30개
- 2잇수 60개
- 3잇수 50개
- 4잇수 40개
학습용 재구성 4직접 풀기
음원과 관측자의 상대운동으로 관측 주파수가 달라지는 현상은?
- 1도플러 효과
- 2마스킹 효과
- 3회절
- 4공진
학습용 재구성 5직접 풀기
주파수가 조금 다른 두 음이 합성되어 소리가 주기적으로 커졌다 작아지는 현상은?
- 1도플러 효과
- 2맥놀이
- 3회절
- 4공진
Step 3 · Exam practice
실전 유사 문제 풀기
개념과 실제 기출 표현을 확인했다면 이제 직접 답을 고르세요. 제출 후 정답 근거, 모든 보기의 설명, 오답 원인과 복습할 개념까지 이어집니다.
1이 개념 직접 적용고유진동수가 같은 두 진동체 중 한쪽을 울렸을 때 다른 쪽도 진동하는 현상은?2이 개념 직접 적용언밸런스와 축정렬불량의 진동을 불규칙진동으로만 분류하는 설명이 부적절한 이유는?3이 개념 직접 적용동일한 축 회전수에서 손상 시 가장 높은 기어 맞물림주파수를 만드는 기어는?4이 개념 직접 적용음원과 관측자의 상대운동으로 관측 주파수가 달라지는 현상은?5이 개념 직접 적용주파수가 조금 다른 두 음이 합성되어 소리가 주기적으로 커졌다 작아지는 현상은?6이 개념 직접 적용정현파 진동에서 피크값과 실효값의 관계로 옳은 것은?
검수된 공개 문제만 표시하며, 답을 제출하기 전에는 정답과 해설을 전송하지 않습니다.