Scheda di esercizi di Vibrazioni meccaniche con soluzioni

Scheda di esercizi di Vibrazioni meccaniche gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

Per i docenti: gratuita da stampare, copiare e usare in classe. Ogni nuova scheda ha nuovi valori e le sue soluzioni. Un link a ExamProblems nella pagina del corso è molto apprezzato.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
kmδst​ = 10 mma vuoto

Una macchina poggia su supporti elastici, che si comprimono di 10 mm sotto il suo peso. Trattala come un sistema non smorzato a un grado di libertà e usa g = 9,81 m/s². Trova la frequenza naturale fn delle vibrazioni verticali in Hz.

δst = 10 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
k = 10 kN/mm = 8 kgx

Una massa di 8 kg è appesa a una molla con rigidezza di 10 kN/m. Trascura lo smorzamento. Trova la frequenza naturale fn in Hz.

m = 8 kgk = 10 kN/m
fn = Hz
3.Media
k = 150 kN/mc = 2940 N·s/mm = 40 kg

Una massa di 40 kg è sostenuta da una molla con rigidezza di 150 kN/m e da uno smorzatore viscoso con coefficiente di smorzamento di 2940 N·s/m. Trova il fattore di smorzamento ζ.

m = 40 kgk = 150 kN/mc = 2940 N·s/m
ζ =
4.Media
tx12 mm4 cicli1 mm

In una prova di vibrazioni libere su un sistema massa–molla smorzato, a un picco di spostamento di 12 mm segue, 4 cicli dopo, un picco di 1 mm. Trova il fattore di smorzamento ζ.

x0 = 12 mmx4 = 1 mmn = 4
ζ =
5.Difficile
k1​ = 12k2​ = 15m = 5 kg

Una massa di 5 kg è appesa a due molle affiancate (in parallelo), con rigidezze k₁ = 12 kN/m e k₂ = 15 kN/m. La massa resta orizzontale. Trascura lo smorzamento e le masse delle molle. Trova la frequenza naturale fn delle vibrazioni verticali in Hz.

m = 5 kgk1 = 12 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 60k2​ = 50k3​ = 40m = 20 kg

Una massa di 20 kg è appesa alla molla k₃ = 40 kN/m. L’estremità superiore di k₃ è fissata a una barra rigida appesa a due molle affiancate, k₁ = 60 kN/m e k₂ = 50 kN/m; la barra resta orizzontale. Trascura lo smorzamento e le masse delle molle e della barra. Trova la frequenza naturale fn delle vibrazioni verticali in Hz.

m = 20 kgk1 = 60 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz

Soluzioni

  1. 1. fn = 4,985 Hz
  2. 2. fn = 5,627 Hz
  3. 3. ζ = 0,6001
  4. 4. ζ = 0,09839
  5. 5. fn = 11,7 Hz
  6. 6. fn = 6,095 Hz

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