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​ = 0,5 mmsin carga

Una máquina se apoya sobre soportes elásticos, que se comprimen 0,5 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 = 0,5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Fácil
k = 25 kN/mm = 8 kgx

Una masa de 8 kg cuelga de un muelle con una rigidez de 25 kN/m. Desprecia el amortiguamiento. Halla la pulsación natural ωn en rad/s.

m = 8 kgk = 25 kN/m
ωn = rad/s
3.Media
k = 25 kN/mζ = 0,45m = 12 kg

Una masa de 12 kg sobre un muelle con una rigidez de 25 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 = 12 kgk = 25 kN/mζ = 0,45
fd = Hz
4.Media
tx20 mm1 ciclo12,1 mm

En un ensayo de vibración libre de un sistema masa–muelle amortiguado, a un pico de desplazamiento de 20 mm le sigue un ciclo después un pico de 12,1 mm. Halla el factor de amortiguamiento ζ.

x0 = 20 mmx1 = 12,1 mmn = 1
ζ =
5.Difícil
k1​ = 30k2​ = 20k3​ = 100m = 25 kg

Una masa de 25 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 = 30 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.

m = 25 kgk1 = 30 kN/mk2 = 20 kN/mk3 = 100 kN/m
fn = Hz
6.Difícil
k1​ = 20k2​ = 12m = 40 kg

Una masa de 40 kg cuelga de dos muelles unidos uno tras otro (en serie): el muelle superior tiene k₁ = 20 kN/m y el inferior k₂ = 12 kN/m. Desprecia el amortiguamiento y las masas de los muelles. Halla la frecuencia natural fn de vibración vertical en Hz.

m = 40 kgk1 = 20 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz

Soluciones

  1. 1. fn = 22,29 Hz
  2. 2. ωn = 55,9 rad/s
  3. 3. fd = 6,487 Hz
  4. 4. ζ = 0,07973
  5. 5. fn = 5,812 Hz
  6. 6. fn = 2,179 Hz

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