Arbeitsblatt Mechanische Schwingungen mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Mechanische Schwingungen zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

Neues ArbeitsblattOnline mit Tipps üben

Für Lehrkräfte: kostenlos ausdrucken, kopieren und im Unterricht verwenden. Jedes neue Arbeitsblatt hat neue Werte und einen eigenen Lösungsschlüssel. Über einen Link zu ExamProblems auf Ihrer Kursseite freuen wir uns.

Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
kmδst​ = 8 mmunbelastet

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.

δst = 8 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Leicht
kmδst​ = 15 mmunbelastet

Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 15 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.

δst = 15 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Mittel
k = 15 kN/mc = 40 N·s/mm = 12 kg

Eine Masse von 12 kg wird von einer Feder mit einer Steifigkeit von 15 kN/m und einem viskosen Dämpfer mit einer Dämpfungskonstante von 40 N·s/m getragen. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.

m = 12 kgk = 15 kN/mc = 40 N·s/m
ζ =
4.Mittel
tx12 mm3 Perioden1,8 mm

Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 12 mm 3 Perioden später ein Scheitel von 1,8 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.

x0 = 12 mmx3 = 1,8 mmn = 3
ζ =
5.Schwer
k1​ = 50k2​ = 5m = 25 kg

Eine Masse von 25 kg hängt an zwei nebeneinander (parallel) angeordneten Federn mit den Steifigkeiten k₁ = 50 kN/m und k₂ = 5 kN/m. Die Masse bleibt waagerecht. Vernachlässige die Dämpfung und die Massen der Federn. Bestimme die Eigenfrequenz fn der vertikalen Schwingung in Hz.

m = 25 kgk1 = 50 kN/mk2 = 5 kN/m
fn = Hz
6.Schwer
k1​ = 15k2​ = 25m = 100 kg

Eine Masse von 100 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 15 kN/m, die untere k₂ = 25 kN/m. Vernachlässige die Dämpfung und die Massen der Federn. Bestimme die Eigenfrequenz fn der vertikalen Schwingung in Hz.

m = 100 kgk1 = 15 kN/mk2 = 25 kN/m
fn = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. fn = 4,07 Hz
  3. 3. ζ = 0,04714
  4. 4. ζ = 0,1001
  5. 5. fn = 7,465 Hz
  6. 6. fn = 1,541 Hz

Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.