Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 4 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 2 kg hängt an einer Feder mit einer Steifigkeit von 50 kN/m. Vernachlässige die Dämpfung. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn in rad/s.
Eine Masse von 15 kg wird von einer Feder mit einer Steifigkeit von 200 kN/m und einem viskosen Dämpfer mit einer Dämpfungskonstante von 520 N·s/m getragen. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Eine Masse von 250 kg wird von einer Feder mit einer Steifigkeit von 50 kN/m und einem viskosen Dämpfer mit einer Dämpfungskonstante von 710 N·s/m getragen. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Eine Masse von 50 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 20 kN/m, die untere k₂ = 20 kN/m. Bestimme die Ersatzsteifigkeit keq des Federsystems in kN/m.
Eine Masse von 50 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 25 kN/m, die untere k₂ = 80 kN/m. Bestimme die Ersatzsteifigkeit keq des Federsystems in kN/m.
Lösungsschlüssel
- 1. fn = 7,882 Hz
- 2. ωn = 158,1 rad/s
- 3. ζ = 0,1501
- 4. ζ = 0,1004
- 5. keq = 10 kN/m
- 6. keq = 19,05 kN/m
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