Fiche d’exercices de Vibrations mécaniques avec corrigé

Fiche d’exercices de Vibrations mécaniques gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
kmδst​ = 8 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 8 mm sous son poids. Considérez-la comme un système non amorti à un degré de liberté et prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.

δst = 8 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
k = 100 kN/mm = 12 kgx

Une masse de 12 kg est suspendue à un ressort de raideur 100 kN/m. Négligez l’amortissement. Trouvez la pulsation propre ωn en rad/s.

m = 12 kgk = 100 kN/m
ωn = rad/s
3.Moyen
tx25 mm2 cycles15,1 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 25 mm est suivi, 2 cycles plus tard, d’un pic de 15,1 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 25 mmx2 = 15,1 mmn = 2
ζ =
4.Moyen
tx40 mm4 cycles8,8 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 40 mm est suivi, 4 cycles plus tard, d’un pic de 8,8 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 40 mmx4 = 8,8 mmn = 4
ζ =
5.Difficile
k1​ = 50k2​ = 100m = 10 kg

Une masse de 10 kg est suspendue à deux ressorts côte à côte (en parallèle), de raideurs k₁ = 50 kN/m et k₂ = 100 kN/m. La masse reste horizontale. Négligez l’amortissement et les masses des ressorts. Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.

m = 10 kgk1 = 50 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 5k2​ = 30m = 5 kg

Une masse de 5 kg est suspendue à deux ressorts reliés bout à bout (en série) : le ressort du haut a k₁ = 5 kN/m et celui du bas k₂ = 30 kN/m. Négligez l’amortissement et les masses des ressorts. Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.

m = 5 kgk1 = 5 kN/mk2 = 30 kN/m
fn = Hz

Corrigé

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. ωn = 91,29 rad/s
  3. 3. ζ = 0,04009
  4. 4. ζ = 0,06014
  5. 5. fn = 19,49 Hz
  6. 6. fn = 4,66 Hz

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