解答つき機械振動ワークシート

無料で印刷できる機械振動のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
k = 2 kN/mm = 10 kgx

10 kg の質量が、ばね定数 2 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 = 2 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 40 kN/mm = 50 kgx

50 kg の質量が、ばね定数 40 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。

m = 50 kgk = 40 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx10 mm2 周期4.7 mm

減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 10 mm の 2 周期後に 4.7 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 10 mmx2 = 4.7 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
tx25 mm3 周期3.8 mm

減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 25 mm の 3 周期後に 3.8 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 25 mmx3 = 3.8 mmn = 3
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 30k2​ = 40m = 40 kg

40 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 = 40 kgk1 = 30 kN/mk2 = 40 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 80m = 20 kg

20 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 12 kN/m、k₂ = 80 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 = 20 kgk1 = 12 kN/mk2 = 80 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 14.14 rad/s
  2. 2. fn = 4.502 Hz
  3. 3. ζ = 0.05997
  4. 4. ζ = 0.09945
  5. 5. fn = 6.658 Hz
  6. 6. fn = 10.79 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。