๐ฐ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๋น์ฒจ ํ๋ฅ ๋ณํ๋ฅผ ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ป๊ฒ ๋ชจ๋ธ๋งํ ๊น? ๐ฐ๏ธ
์๋ , ์น๊ตฌ๋ค! ์ค๋์ ์ ๋ง ํฅ๋ฏธ์ง์งํ ์ฃผ์ ๋ก ์ฌ๋ฌ๋ถ๊ณผ ํจ๊ป ์ํ์ ์ธ๊ณ๋ก ๋น ์ ธ๋ณผ ๊ฑฐ์ผ. ๋ฐ๋ก ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๋น์ฒจ ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ป๊ฒ ๋ณํ๋์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด๊ฑธ ์ด๋ป๊ฒ ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํ ์ ์๋์ง์ ๋ํด ์์๋ณผ ๊ฑฐ์ผ. ๐
์ด ์ฃผ์ ๋ '์ด๋ ค์ด ์ํ' ์นดํ ๊ณ ๋ฆฌ์ ์ํ์ง๋ง, ๊ฑฑ์ ํ์ง ๋ง! ๋ด๊ฐ ์ต๋ํ ์ฝ๊ณ ์ฌ๋ฏธ์๊ฒ ์ค๋ช ํด์ค ํ ๋๊น. ๋ง์น ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ฌ๋ฅ๋ท์์ ์ฌ๋ฅ์ ๊ณต์ ํ๋ฏ์ด, ๋๋ ์ด ์ง์์ ์ฌ๋ฌ๋ถ๊ณผ ๋๋๊ณ ์ถ์ด. ๊ทธ๋ผ ์์ํด๋ณผ๊น? ๐
๐ก ์์๋๋ฉด ์ข์ ์ : ์ด ๊ธ์์ ๋ค๋ฃจ๋ ๋ด์ฉ์ ์ค์ ๋๋ฐ์ ๊ถ์ฅํ๊ฑฐ๋ ์กฐ์ฅํ๋ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ, ์์ํ๊ฒ ์ํ์ ๋ชจ๋ธ๋ง์ ๋ํ ํ๋ฌธ์ ์ ๊ทผ์์ ๋ช ์ฌํด์ฃผ์ธ์!
1. ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๊ธฐ๋ณธ ์๋ฆฌ ์ดํดํ๊ธฐ ๐ก
์, ๋จผ์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ด ์ด๋ป๊ฒ ์๋ํ๋์ง๋ถํฐ ์์๋ณด์. ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๋ณดํต ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋ฆด(reel)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ด. ๊ฐ ๋ฆด์๋ ๋ค์ํ ์ฌ๋ณผ๋ค์ด ๊ทธ๋ ค์ ธ ์์ง. ํ๋ ์ด์ด๊ฐ ๋ ๋ฒ๋ฅผ ๋น๊ธฐ๊ฑฐ๋ ๋ฒํผ์ ๋๋ฅด๋ฉด, ์ด ๋ฆด๋ค์ด ๋น๊ธ๋น๊ธ ๋๋ค๊ฐ ๋ฉ์ถ๊ฒ ๋ผ. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํน์ ๋ผ์ธ์ ๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ์ผ๋ ฌ๋ก ๋ํ๋๋ฉด, ์ง์! ๋น์ฒจ์ด ๋๋ ๊ฑฐ์ผ. ๐
ํ์ง๋ง ์ฌ๊ธฐ์ ์ค์ํ ๊ฑด, ์ด ๋น์ฒจ์ ํ๋ฅ ์ด ํญ์ ์ผ์ ํ ๊น? ๐ค ๊ทธ๋ ์ง ์์! ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์์ธ์ ์ํด ์ด ํ๋ฅ ์ ๊ณ์ ๋ณํ ์ ์์ด. ๊ทธ๋์ ์ฐ๋ฆฌ๋ ์ด๊ฑธ ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํด๋ณผ ๊ฑฐ์ผ.
์์ ๊ทธ๋ฆผ์ ๋ณด๋ฉด, ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ดํดํ ์ ์์ด. ์ธ ๊ฐ์ ๋ฆด์ด ์๊ณ , ๊ฐ ๋ฆด์๋ ๋ค์ํ ์ฌ๋ณผ์ด ๊ทธ๋ ค์ ธ ์์ง. ์ค๋ฅธ์ชฝ์ ๋นจ๊ฐ ๋ฒํผ์ ๋๋ฅด๋ฉด ๋ฆด์ด ๋์๊ฐ๊ธฐ ์์ํด. ์ด์ ์ฐ๋ฆฌ์ ๋ชฉํ๋ ์ด ๋ฆด์ด ๋ฉ์ท์ ๋, ํน์ ์ฌ๋ณผ๋ค์ด ์ผ๋ ฌ๋ก ๋์ฌ ํ๋ฅ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ์ด ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ป๊ฒ ๋ณํ๋์ง๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋งํ๋ ๊ฑฐ์ผ.
2. ํ๋ฅ ์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ฐ๋ ๋ณต์ตํ๊ธฐ ๐ฒ
์, ๋ณธ๊ฒฉ์ ์ผ๋ก ๋ค์ด๊ฐ๊ธฐ ์ ์ ํ๋ฅ ์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ฐ๋ ๋ถํฐ ๋ณต์ตํด๋ณด์. ํ๋ฅ ์ด๋ ๋ญ๊น? ๊ฐ๋จํ ๋งํ๋ฉด, ์ด๋ค ์ฌ๊ฑด์ด ์ผ์ด๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์์น๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฑฐ์ผ. 0๋ถํฐ 1 ์ฌ์ด์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ง์ง.
- ํ๋ฅ 0: ์ ๋ ์ผ์ด๋์ง ์๋ ์ฌ๊ฑด
- ํ๋ฅ 1: ๋ฐ๋์ ์ผ์ด๋๋ ์ฌ๊ฑด
- ๊ทธ ์ฌ์ด์ ๊ฐ: ์ผ์ด๋ ์๋ ์๊ณ , ์ ์ผ์ด๋ ์๋ ์๋ ์ฌ๊ฑด
์๋ฅผ ๋ค์ด, ๋์ ์ ๋์ก์ ๋ ์๋ฉด์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ ์ ์ผ๋ง์ผ๊น? ๊ทธ๋ ์ง, 0.5 ๋๋ 1/2์ด์ผ. ์๋ํ๋ฉด ๋์ ์๋ ์๋ฉด๊ณผ ๋ท๋ฉด ๋ ๊ฐ์ง ๊ฒฝ์ฐ๋ง ์๊ณ , ๊ฐ๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ์ผ์ด๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๊ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์ง.
ํ์ง๋ง ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ์ด๊ฒ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋ณต์กํด. ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋ฆด์ด ์๊ณ , ๊ฐ ๋ฆด์๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ์์ผ๋๊น. ๊ฒ๋ค๊ฐ ์ด ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณํ๋ค๊ณ ? ๐ตโ๐ซ ์ด์ง๋ฌ์์ง ๊ฒ ๊ฐ์ง๋ง, ์ฒ์ฒํ ํ๋์ฉ ์ดํด๋ณด์!
์์ ๊ทธ๋ฆผ์ ํ๋ฅ ์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ฐ๋ ์ ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฑฐ์ผ. 0๋ถํฐ 1 ์ฌ์ด์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ง๋ ํ๋ฅ ์ ์ง์ ์์ ํํํ์ด. ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ฐ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ ๋ ์ด ์ ์์ ์ด๋๊ฐ์ ์์นํ๊ฒ ์ง? ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด ํ๋ฅ ๋ค์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ด ์ ์๋ฅผ ์์ง์ธ๋ค๊ณ ์๊ฐํ๋ฉด ๋ผ. ์ฌ๋ฏธ์์ง ์์? ๐
3. ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๊ธฐ๋ณธ ํ๋ฅ ๊ณ์ฐํ๊ธฐ ๐งฎ
์, ์ด์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๊ธฐ๋ณธ ํ๋ฅ ์ ์ด๋ป๊ฒ ๊ณ์ฐํ๋์ง ์์๋ณด์. ๊ฐ๋จํ ์์๋ก ์์ํด๋ณผ๊ฒ.
์๋ฅผ ๋ค์ด, ์ฐ๋ฆฌ์๊ฒ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ด ์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด๋ณด์:
- 3๊ฐ์ ๋ฆด์ด ์์
- ๊ฐ ๋ฆด์๋ 10๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ์์ (์: ๐, ๐, ๐, ๐, ๐, 7๏ธโฃ, ๐, ๐, ๐, ๐)
- ์ธ ๊ฐ์ ๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์์ผ ๋น์ฒจ
์ด๋ฐ ๊ฒฝ์ฐ, ํน์ ์ฌ๋ณผ ์ธ ๊ฐ๊ฐ ํ ์ค๋ก ๋์ฌ ํ๋ฅ ์ ์ผ๋ง์ผ๊น?
๐ข ๊ณ์ฐ ๊ณผ์ :
- ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๋ฆด์์ ํน์ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ : 1/10
- ๋ ๋ฒ์งธ ๋ฆด์์ ๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ : 1/10
- ์ธ ๋ฒ์งธ ๋ฆด์์๋ ๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ : 1/10
๋ฐ๋ผ์, ์ธ ๊ฐ์ ๊ฐ์ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ ์:
(1/10) ร (1/10) ร (1/10) = 1/1000 = 0.001 = 0.1%
์! ์๊ฐ๋ณด๋ค ํ๋ฅ ์ด ๋ฎ์ง? ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ด ์นด์ง๋ ธ์์ ์ธ๊ธฐ ์๋ ์ด์ ์ผ. ๋น์ฒจ ํ๋ฅ ์ ๋ฎ์ง๋ง, ํ ๋ฒ ๋น์ฒจ๋๋ฉด ํฐ ์๊ธ์ ๋ฐ์ ์ ์์ผ๋๊น. ๐
ํ์ง๋ง ์ค์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ์ด๊ฒ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋ณต์กํด. ๊ฐ ๋ฆด๋ง๋ค ์ฌ๋ณผ์ ๊ฐ์๊ฐ ๋ค๋ฅผ ์ ์๊ณ , ์ฌ๋ณผ๋ค์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ ๋ ๊ท ๋ฑํ์ง ์์ ์ ์์ด. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ๐(๋ค์ด์๋ชฌ๋) ์ฌ๋ณผ์ ๋ค๋ฅธ ์ฌ๋ณผ๋ค๋ณด๋ค ๋์ฌ ํ๋ฅ ์ด ๋ฎ๊ฒ ์ค์ ๋์ด ์์ ์ ์์ง.
์ ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด, ๊ฐ ์ฌ๋ณผ์ด ๋์ฌ ํ๋ฅ ์ด ๋ค๋ฅด๋ค๋ ๊ฑธ ํ๋์ ์ ์ ์์ด. 7๏ธโฃ์ด ๊ฐ์ฅ ์์ฃผ ๋์ค๊ณ , ๐์ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฌผ๊ฒ ๋์ค๋ ๊ฑธ ๋ณผ ์ ์์ง. ์ด๋ฐ ๋ถ๊ท ํํ ํ๋ฅ ๋ถํฌ๊ฐ ๋ฐ๋ก ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๋์ฑ ํฅ๋ฏธ์ง์งํ๊ฒ ๋ง๋๋ ์์์ผ!
4. ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ๋ฅ ๋ณํ ์ดํดํ๊ธฐ โณ
์, ์ด์ ์ง์ง ์ฌ๋ฏธ์๋ ๋ถ๋ถ์ด ์์ด! ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ป๊ฒ ๋ณํ๋์ง ์์๋ณผ ๊ฑฐ์ผ. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ชจ๋ธ๋งํ๋ ค๋ ํต์ฌ์ด์ง.
์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณํ๋ ์ด์ ๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง๊ฐ ์์ด:
- ์นด์ง๋ ธ์ ์์ต ์กฐ์
- ํ๋ ์ด์ด์ ํฅ๋ฏธ ์ ์ง
- ๋ฒ์ ๊ท์ ์ค์
- ํน๋ณ ์ด๋ฒคํธ๋ ํ๋ก๋ชจ์
์ด๋ฐ ์์ธ๋ค ๋๋ฌธ์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ๋น์ฒจ ํ๋ฅ ์ ๊ณ ์ ๋์ด ์์ง ์๊ณ , ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋์ ์ผ๋ก ๋ณํด. ์ด๋ป๊ฒ ๋ณํ๋์ง ๋ช ๊ฐ์ง ํจํด์ ์ดํด๋ณผ๊น?
4.1. ์ ํ์ ๋ณํ ๋ชจ๋ธ
๊ฐ์ฅ ๊ฐ๋จํ ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ ํ์ ์ผ๋ก ๋ณํ๋ ๊ฑฐ์ผ. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ด ์ฒ์์๋ ๋ฎ์ ํ๋ฅ ๋ก ์์ํด์ ์๊ฐ์ด ์ง๋ ์๋ก ์กฐ๊ธ์ฉ ํ๋ฅ ์ด ๋์์ง๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์๊ฐํด๋ณผ ์ ์์ด.
์ด๊ฑธ ์ํ์ ์ผ๋ก ํํํ๋ฉด ์ด๋ ๊ฒ ๋ผ:
P(t) = Pโ + kt
์ฌ๊ธฐ์,
- P(t): ์๊ฐ t์์์ ํ๋ฅ
- Pโ: ์ด๊ธฐ ํ๋ฅ
- k: ํ๋ฅ ๋ณํ์จ
- t: ์๊ฐ
์ด ๋ชจ๋ธ์ ๊ทธ๋ํ๋ก ๊ทธ๋ ค๋ณด๋ฉด ์ด๋ ๊ฒ ์๊ฒผ์ด:
์ด ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด, ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ผ์ ํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฑธ ๋ณผ ์ ์์ด. ํ์ง๋ง ์ค์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์์๋ ์ด๋ ๊ฒ ๋จ์ํ ํจํด์ผ๋ก ํ๋ฅ ์ด ๋ณํ์ง๋ ์์. ๋ ๋ณต์กํ ํจํด์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ง.
4.2. ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ณํ ๋ชจ๋ธ
๋ค์์ผ๋ก ์๊ฐํด๋ณผ ์ ์๋ ๋ชจ๋ธ์ ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ด์ผ. ์ด ๋ชจ๋ธ์์๋ ํ๋ฅ ์ด ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ค๋ฅด๋ฝ๋ด๋ฆฌ๋ฝํ๋ฉด์ ์ผ์ ํ ํจํด์ ๋ฐ๋ณตํด.
์ด๋ฐ ํจํด์ ์ํ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ธ(sine) ํจ์๋ ์ฝ์ฌ์ธ(cosine) ํจ์๋ก ํํํ ์ ์์ด. ์๋ฅผ ๋ค๋ฉด ์ด๋ ๊ฒ:
P(t) = Pโ + A * sin(ฯt)
์ฌ๊ธฐ์,
- P(t): ์๊ฐ t์์์ ํ๋ฅ
- Pโ: ํ๊ท ํ๋ฅ
- A: ์งํญ (ํ๋ฅ ๋ณํ์ ํฌ๊ธฐ)
- ฯ: ๊ฐ์ฃผํ์ (๋ณํ์ ์๋๋ฅผ ๊ฒฐ์ )
- t: ์๊ฐ
์ด ๋ชจ๋ธ์ ๊ทธ๋ํ๋ก ๊ทธ๋ ค๋ณด๋ฉด ์ด๋ ๊ฒ ์๊ฒผ์ด:
์ด ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด, ํ๋ฅ ์ด ํ๊ท ๊ฐ(Pโ) ์ฃผ์๋ก ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ค๋ฅด๋ด๋ฆฌ๋ ๊ฑธ ๋ณผ ์ ์์ด. ์ด๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฅผ ๋ค์ด ํ๋ฃจ ์ค ์๊ฐ๋์ ๋ฐ๋ผ ํ๋ฅ ์ด ๋ณํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ ๋ฐ ์ ์ฉํ ์ ์์ด. ์์นจ์๋ ํ๋ฅ ์ด ๋ฎ๊ณ , ์ ๋ ์๋ ๋์์ง๋ ์์ผ๋ก ๋ง์ด์ผ.
4.3. ๋ณตํฉ ๋ชจ๋ธ
์ค์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ํ๋ฅ ๋ณํ๋ ์์ ๋ ๋ชจ๋ธ๋ณด๋ค ๋ ๋ณต์กํ ๊ฑฐ์ผ. ์ ํ์ ๋ณํ์ ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ณํ๊ฐ ๋์์ ์ผ์ด๋ ์๋ ์๊ณ , ์ฌ๊ธฐ์ ๋๋คํ ์์๊น์ง ๋ํด์ง ์ ์์ง.
์ด๋ฐ ๋ณตํฉ ๋ชจ๋ธ์ ์ํ์ ์ผ๋ก ์ด๋ ๊ฒ ํํํ ์ ์์ด:
P(t) = Pโ + kt + A * sin(ฯt) + R(t)
์ฌ๊ธฐ์,
- P(t): ์๊ฐ t์์์ ํ๋ฅ
- Pโ: ์ด๊ธฐ ํ๋ฅ
- kt: ์ ํ์ ๋ณํ ์์
- A * sin(ฯt): ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ณํ ์์
- R(t): ๋๋ค ์์
์ด ๋ชจ๋ธ์ ๊ทธ๋ํ๋ก ๊ทธ๋ ค๋ณด๋ฉด ์ด๋ ๊ฒ ์๊ฒผ์ด:
์ด ๊ทธ๋ํ์์ ํ๋ ์ ์ ์ ํ์ ๋ณํ์ ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ณํ๋ฅผ ํฉ์น ๊ฒ์ด๊ณ , ๋นจ๊ฐ ์ ์ ์ฌ๊ธฐ์ ๋๋คํ ์์๊น์ง ๋ํ ๊ฑฐ์ผ. ์ค์ ์ฌ๋กฏ๋จธ์ ์ ํ๋ฅ ๋ณํ๋ ์ด๋ฐ ๋ณต์กํ ํจํด์ ๋ฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋์. ์ฌ๋ฏธ์์ง? ๐
5. ํ๋ฅ ๋ณํ๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋งํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ๐ ๏ธ
์, ์ด์ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ด๋ป๊ฒ ์ด๋ฐ ํ๋ฅ ๋ณํ๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋งํ ์ ์๋์ง ์์ธํ ์์๋ณด์. ์ด ๊ณผ์ ์ ๋ง์น ํผ์ฆ์ ๋ง์ถ๋ ๊ฒ๊ณผ ๋น์ทํด. ์ฌ๋ฌ ์กฐ๊ฐ๋ค์ ํ๋์ฉ ๋ง์ถฐ๊ฐ๋ฉด์ ์ ์ฒด ๊ทธ๋ฆผ์ ์์ฑํ๋ ๊ฑฐ์ง.