10 kg の質量が、ばね定数 8 kN/m のばねにつり下げられている。減衰は無視する。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 10 kgk = 8 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
10 kg の質量が、ばね定数 4 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。
m = 10 kgk = 4 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
ばね定数 40 kN/m のばねにつながれた 40 kg の質量に、減衰比 0.5 となる粘性ダンパがついている。自由振動の減衰固有振動数 fd を Hz で求めよ。
m = 40 kgk = 40 kN/mζ = 0.5
fd = Hz
4.ふつう
減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 20 mm の 1 周期後に 15.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 20 mmx1 = 15.6 mmn = 1
ζ =
5.むずかしい
10 kg の質量がばね k₃ = 50 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 = 5 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 = 10 kgk1 = 5 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
10 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 15 kN/m、k₂ = 20 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 10 kgk1 = 15 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 4.502 Hz
- 2. ωn = 20 rad/s
- 3. fd = 4.359 Hz
- 4. ζ = 0.03951
- 5. fn = 8.145 Hz
- 6. keq = 35 kN/m
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