Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 5 mm zusammengedrückt werden. Betrachte sie als ungedämpftes System mit einem Freiheitsgrad und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Eigenfrequenz fn der vertikalen Schwingung in Hz.
Arbeitsblatt Mechanische Schwingungen mit Lösungen
Eine Masse von 12 kg hängt an einer Feder mit einer Steifigkeit von 40 kN/m. Vernachlässige die Dämpfung. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn in rad/s.
Eine Masse von 100 kg wird von einer Feder mit einer Steifigkeit von 40 kN/m und einem viskosen Dämpfer mit einer Dämpfungskonstante von 2000 N·s/m getragen. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 12 mm eine Periode später ein Scheitel von 9,9 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Eine Masse von 25 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 10 kN/m, die untere k₂ = 50 kN/m. Bestimme die Ersatzsteifigkeit keq des Federsystems in kN/m.
Eine Masse von 40 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 80 kN/m, die untere k₂ = 12 kN/m. Vernachlässige die Dämpfung und die Massen der Federn. Bestimme die Eigenfrequenz fn der vertikalen Schwingung in Hz.
Lösungsschlüssel
- 1. fn = 7,05 Hz
- 2. ωn = 57,74 rad/s
- 3. ζ = 0,5
- 4. ζ = 0,0306
- 5. keq = 8,333 kN/m
- 6. fn = 2,571 Hz
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