Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 8 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 Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 25 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.
Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 12 mm 2 Perioden später ein Scheitel von 1,8 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Eine Masse von 12 kg wird von einer Feder mit einer Steifigkeit von 5 kN/m und einem viskosen Dämpfer mit einer Dämpfungskonstante von 290 N·s/m getragen. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Eine Masse von 40 kg hängt an der Feder k₃ = 15 kN/m. Das obere Ende von k₃ ist an einem starren Balken befestigt, der an zwei nebeneinander angeordneten Federn hängt, k₁ = 100 kN/m und k₂ = 25 kN/m; der Balken bleibt waagerecht. Vernachlässige die Dämpfung und die Massen von Federn und Balken. Bestimme die Eigenfrequenz fn der vertikalen Schwingung in Hz.
Eine Masse von 10 kg hängt an zwei nebeneinander (parallel) angeordneten Federn mit den Steifigkeiten k₁ = 25 kN/m und k₂ = 20 kN/m. Die Masse bleibt waagerecht. Bestimme die Ersatzsteifigkeit keq des Federsystems in kN/m.
Lösungsschlüssel
- 1. fn = 5,573 Hz
- 2. fn = 3,153 Hz
- 3. ζ = 0,1493
- 4. ζ = 0,592
- 5. fn = 2,912 Hz
- 6. keq = 45 kN/m
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