8 kg の質量が、ばね定数 100 kN/m のばねにつり下げられている。減衰は無視する。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 8 kgk = 100 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
ある機械がばね支持の上に置かれており、ばねはその重さで 4 mm 縮む。減衰のない 1 自由度系とみなし、g = 9.81 m/s² とする。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。
δst = 4 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
15 kg の質量が、ばね定数 80 kN/m のばねと、減衰係数 110 N·s/m の粘性ダンパで支えられている。減衰比 ζ を求めよ。
m = 15 kgk = 80 kN/mc = 110 N·s/m
ζ =
4.ふつう
200 kg の質量が、ばね定数 40 kN/m のばねと、減衰係数 1410 N·s/m の粘性ダンパで支えられている。減衰比 ζ を求めよ。
m = 200 kgk = 40 kN/mc = 1410 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
100 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 30 kN/m、k₂ = 40 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 減衰とばねの質量は無視する。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。
m = 100 kgk1 = 30 kN/mk2 = 40 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
5 kg の質量がばね k₃ = 25 kN/m につり下げられている。k₃ の上端は剛体の棒に取り付けられ、その棒は横に並べた 2 本のばね k₁ = 25 kN/m と k₂ = 50 kN/m からつり下げられている。棒は水平を保つ。 減衰とばね・棒の質量は無視する。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。
m = 5 kgk1 = 25 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 25 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. ωn = 111.8 rad/s
- 2. fn = 7.882 Hz
- 3. ζ = 0.05021
- 4. ζ = 0.2493
- 5. fn = 4.211 Hz
- 6. fn = 9.746 Hz
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。