Una máquina se apoya sobre soportes elásticos, que se comprimen 10 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.
Hoja de ejercicios de Vibraciones mecánicas con soluciones
Una masa de 40 kg cuelga de un muelle con una rigidez de 50 kN/m. Desprecia el amortiguamiento. Halla la pulsación natural ωn en rad/s.
En un ensayo de vibración libre de un sistema masa–muelle amortiguado, a un pico de desplazamiento de 15 mm le sigue 5 ciclos después un pico de 3,1 mm. Halla el factor de amortiguamiento ζ.
Una masa de 20 kg está soportada por un muelle con una rigidez de 2 kN/m y un amortiguador viscoso con un coeficiente de amortiguamiento de 240 N·s/m. Halla el factor de amortiguamiento ζ.
Una masa de 40 kg cuelga de dos muelles unidos uno tras otro (en serie): el muelle superior tiene k₁ = 5 kN/m y el inferior k₂ = 30 kN/m. Halla la rigidez equivalente keq del sistema de muelles en kN/m.
Una masa de 25 kg cuelga del muelle k₃ = 12 kN/m. El extremo superior de k₃ está unido a una barra rígida que cuelga de dos muelles uno al lado del otro, k₁ = 12 kN/m y k₂ = 20 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.
Soluciones
- 1. fn = 4,985 Hz
- 2. ωn = 35,36 rad/s
- 3. ζ = 0,05012
- 4. ζ = 0,6
- 5. keq = 4,286 kN/m
- 6. fn = 2,974 Hz
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