Hoja de ejercicios de Vibraciones mecánicas con soluciones

Hoja de ejercicios de Vibraciones mecánicas gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
kmδst​ = 15 mmsin carga

Una máquina se apoya sobre soportes elásticos, que se comprimen 15 mm bajo su peso. Trátala como un sistema de un grado de libertad sin amortiguamiento y usa g = 9,81 m/s². Halla la frecuencia natural fn de vibración vertical en Hz.

δst = 15 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Fácil
k = 15 kN/mm = 100 kgx

Una masa de 100 kg cuelga de un muelle con una rigidez de 15 kN/m. Desprecia el amortiguamiento. Halla la frecuencia natural fn en Hz.

m = 100 kgk = 15 kN/m
fn = Hz
3.Media
k = 100 kN/mc = 360 N·s/mm = 2 kg

Una masa de 2 kg está soportada por un muelle con una rigidez de 100 kN/m y un amortiguador viscoso con un coeficiente de amortiguamiento de 360 N·s/m. Halla el factor de amortiguamiento ζ.

m = 2 kgk = 100 kN/mc = 360 N·s/m
ζ =
4.Media
tx12 mm3 ciclos5,6 mm

En un ensayo de vibración libre de un sistema masa–muelle amortiguado, a un pico de desplazamiento de 12 mm le sigue 3 ciclos después un pico de 5,6 mm. Halla el factor de amortiguamiento ζ.

x0 = 12 mmx3 = 5,6 mmn = 3
ζ =
5.Difícil
k1​ = 25k2​ = 12m = 25 kg

Una masa de 25 kg cuelga de dos muelles unidos uno tras otro (en serie): el muelle superior tiene k₁ = 25 kN/m y el inferior k₂ = 12 kN/m. Halla la rigidez equivalente keq del sistema de muelles en kN/m.

m = 25 kgk1 = 25 kN/mk2 = 12 kN/m
keq = kN/m
6.Difícil
k1​ = 20k2​ = 60m = 50 kg

Una masa de 50 kg cuelga de dos muelles unidos uno tras otro (en serie): el muelle superior tiene k₁ = 20 kN/m y el inferior k₂ = 60 kN/m. Desprecia el amortiguamiento y las masas de los muelles. Halla la frecuencia natural fn de vibración vertical en Hz.

m = 50 kgk1 = 20 kN/mk2 = 60 kN/m
fn = Hz

Soluciones

  1. 1. fn = 4,07 Hz
  2. 2. fn = 1,949 Hz
  3. 3. ζ = 0,4025
  4. 4. ζ = 0,0404
  5. 5. keq = 8,108 kN/m
  6. 6. fn = 2,757 Hz

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