Eine Maschine steht auf Federelementen, die unter ihrem Gewicht um 2,5 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 8 kg hängt an einer Feder mit einer Steifigkeit von 8 kN/m. Vernachlässige die Dämpfung. Bestimme die Eigenfrequenz fn in Hz.
Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 25 mm eine Periode später ein Scheitel von 11,7 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Beim Ausschwingversuch an einem gedämpften Feder-Masse-System folgt auf einen Auslenkungsscheitel von 15 mm 4 Perioden später ein Scheitel von 1,2 mm. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Eine Masse von 20 kg hängt an der Feder k₃ = 80 kN/m. Das obere Ende von k₃ ist an einem starren Balken befestigt, der an zwei nebeneinander angeordneten Federn hängt, k₁ = 40 kN/m und k₂ = 50 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 25 kg hängt an zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Federn: Die obere Feder hat k₁ = 50 kN/m, die untere k₂ = 30 kN/m. Bestimme die Ersatzsteifigkeit keq des Federsystems in kN/m.
Lösungsschlüssel
- 1. fn = 9,97 Hz
- 2. fn = 5,033 Hz
- 3. ζ = 0,12
- 4. ζ = 0,09999
- 5. fn = 7,324 Hz
- 6. keq = 18,75 kN/m
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