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이번 포스팅에서는 대수 감소율에 대해 알아보겠습니다.
대수 감소율(logarithmic decrement) 구하는 법
대수감소율은 감쇠 자유진동의 진폭이 감소하는 정도를 나타내는 값으로,
연속하는 두 진폭의 비에 자연로그를 취한 값으로 정의됩니다.

우리는 감쇠진동에 대한 응답 x(t)=X0e−ζωntsin(√1−ζ2ωnt+ϕ0)를 알고 있기 때문에
x1,x2를 구할 수 있습니다. 이를 이용하여 진폭비를 구하면
x1x2=X0e−ζωnt1cos(ωdt1−ϕ0)X0e−ζωnt2cos(ωdt2−ϕ0)
이 때, t2=t1+2π/ωd이기 때문에
cos(ωdt2−ϕ0)=cos(2π+ωdt1−ϕ0)=cos(ωdt1−ϕ0)
따라서 식 (1)은 아래와 같이 쓸 수 있습니다.
x1x2=e−ζωnt1e−ζωn(t1+2π/ωd)
대수감소율 delta은 식 (2)에 자연로그를 취하여 구할 수 있습니다.
δ=lnx1x2=ζωn2π/ωd=ζωn2π√1−ζ2ωn=2πζ√1−ζ2=frac2πcωd2m
∴δ=2πc2mωd
감쇠가 작을 때(ζ<<1) 대수감소율 delta는 아래와 같이 근사할 수 있습니다.
δ≃2πζ
여기까지 대수감소율에 대해 알아보았습니다.
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