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​ = 2,5 mmunbelastet

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.

δst = 2,5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Leicht
k = 8 kN/mm = 8 kgx

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.

m = 8 kgk = 8 kN/m
fn = Hz
3.Mittel
tx25 mm1 Periode11,7 mm

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.

x0 = 25 mmx1 = 11,7 mmn = 1
ζ =
4.Mittel
tx15 mm4 Perioden1,2 mm

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.

x0 = 15 mmx4 = 1,2 mmn = 4
ζ =
5.Schwer
k1​ = 40k2​ = 50k3​ = 80m = 20 kg

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.

m = 20 kgk1 = 40 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz
6.Schwer
k1​ = 50k2​ = 30m = 25 kg

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.

m = 25 kgk1 = 50 kN/mk2 = 30 kN/m
keq = kN/m

Lösungsschlüssel

  1. 1. fn = 9,97 Hz
  2. 2. fn = 5,033 Hz
  3. 3. ζ = 0,12
  4. 4. ζ = 0,09999
  5. 5. fn = 7,324 Hz
  6. 6. keq = 18,75 kN/m

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