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​ = 12 mmsin carga

Una máquina se apoya sobre soportes elásticos, que se comprimen 12 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 = 12 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Fácil
k = 50 kN/mm = 80 kgx

Una masa de 80 kg cuelga de un muelle con una rigidez de 50 kN/m. Desprecia el amortiguamiento. Halla la pulsación natural ωn en rad/s.

m = 80 kgk = 50 kN/m
ωn = rad/s
3.Media
tx30 mm2 ciclos4,5 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 4,5 mm. Halla el factor de amortiguamiento ζ.

x0 = 30 mmx2 = 4,5 mmn = 2
ζ =
4.Media
k = 40 kN/mc = 1130 N·s/mm = 200 kg

Una masa de 200 kg está soportada por un muelle con una rigidez de 40 kN/m y un amortiguador viscoso con un coeficiente de amortiguamiento de 1130 N·s/m. Halla el factor de amortiguamiento ζ.

m = 200 kgk = 40 kN/mc = 1130 N·s/m
ζ =
5.Difícil
k1​ = 25k2​ = 40k3​ = 25m = 25 kg

Una masa de 25 kg cuelga del muelle k₃ = 25 kN/m. El extremo superior de k₃ está unido a una barra rígida que cuelga de dos muelles uno al lado del otro, k₁ = 25 kN/m y k₂ = 40 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 = 25 kgk1 = 25 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 25 kN/m
fn = Hz
6.Difícil
k1​ = 40k2​ = 50k3​ = 40m = 5 kg

Una masa de 5 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 = 40 kN/m y k₂ = 50 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 = 5 kgk1 = 40 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz

Soluciones

  1. 1. fn = 4,551 Hz
  2. 2. ωn = 25 rad/s
  3. 3. ζ = 0,1493
  4. 4. ζ = 0,1998
  5. 5. fn = 4,277 Hz
  6. 6. fn = 11,84 Hz

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