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.

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1.Leicht
kmδst​ = 12 mmunbelastet

Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 12 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 = 12 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Leicht
kmδst​ = 2 mmunbelastet

Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 2 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 = 2 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Mittel
tx30 mm2 Perioden23,3 mm

Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 30 mm 2 Perioden später ein Scheitel von 23,3 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.

x0 = 30 mmx2 = 23,3 mmn = 2
ζ =
4.Mittel
tx40 mm4 Perioden14,6 mm

Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 40 mm 4 Perioden später ein Scheitel von 14,6 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.

x0 = 40 mmx4 = 14,6 mmn = 4
ζ =
5.Schwer
k1​ = 40k2​ = 12m = 40 kg

Eine Masse von 40 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 40 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.

m = 40 kgk1 = 40 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz
6.Schwer
k1​ = 25k2​ = 50m = 50 kg

Eine Masse von 50 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 25 kN/m, die untere k₂ = 50 kN/m. Vernachlässige die Dämpfung und die Massen der Federn. Bestimme die Eigenfrequenz fn der vertikalen Schwingung in Hz.

m = 50 kgk1 = 25 kN/mk2 = 50 kN/m
fn = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fn = 4,551 Hz
  2. 2. fn = 11,15 Hz
  3. 3. ζ = 0,02011
  4. 4. ζ = 0,04007
  5. 5. fn = 2,418 Hz
  6. 6. fn = 2,906 Hz

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