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​ = 4 mmsin carga

Una máquina se apoya sobre soportes elásticos, que se comprimen 4 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 = 4 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Fácil
k = 12 kN/mm = 15 kgx

Una masa de 15 kg cuelga de un muelle con una rigidez de 12 kN/m. Desprecia el amortiguamiento. Halla la pulsación natural ωn en rad/s.

m = 15 kgk = 12 kN/m
ωn = rad/s
3.Media
k = 100 kN/mζ = 0,45m = 50 kg

Una masa de 50 kg sobre un muelle con una rigidez de 100 kN/m tiene un amortiguador viscoso que da un factor de amortiguamiento de 0,45. Halla la frecuencia natural amortiguada fd de su vibración libre en Hz.

m = 50 kgk = 100 kN/mζ = 0,45
fd = Hz
4.Media
tx30 mm2 ciclos20,6 mm

En un ensayo de vibración libre de un sistema masa–muelle amortiguado, a un pico de desplazamiento de 30 mm le sigue 2 ciclos después un pico de 20,6 mm. Halla el factor de amortiguamiento ζ.

x0 = 30 mmx2 = 20,6 mmn = 2
ζ =
5.Difícil
k1​ = 40k2​ = 10k3​ = 100m = 50 kg

Una masa de 50 kg cuelga del muelle k₃ = 100 kN/m. El extremo superior de k₃ está unido a una barra rígida que cuelga de dos muelles uno al lado del otro, k₁ = 40 kN/m y k₂ = 10 kN/m; la barra se mantiene horizontal. Desprecia el amortiguamiento y las masas de los muelles y de la barra. Halla la frecuencia natural fn de vibración vertical en Hz.

m = 50 kgk1 = 40 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 100 kN/m
fn = Hz
6.Difícil
k1​ = 30k2​ = 12k3​ = 40m = 10 kg

Una masa de 10 kg cuelga del muelle k₃ = 40 kN/m. El extremo superior de k₃ está unido a una barra rígida que cuelga de dos muelles uno al lado del otro, k₁ = 30 kN/m y k₂ = 12 kN/m; la barra se mantiene horizontal. Desprecia el amortiguamiento y las masas de los muelles y de la barra. Halla la frecuencia natural fn de vibración vertical en Hz.

m = 10 kgk1 = 30 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz

Soluciones

  1. 1. fn = 7,882 Hz
  2. 2. ωn = 28,28 rad/s
  3. 3. fd = 6,356 Hz
  4. 4. ζ = 0,0299
  5. 5. fn = 4,109 Hz
  6. 6. fn = 7,204 Hz

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