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。

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1.やさしい
k = 150 kN/mm = 10 kgx

10 kg の質量が、ばね定数 150 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 = 10 kgk = 150 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 5 kN/mm = 50 kgx

50 kg の質量が、ばね定数 5 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 = 5 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx10 mm3 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 3 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 mmx3 = 4.7 mmn = 3
ζ =
4.ふつう
tx40 mm1 周期15.4 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 40 mm の 1 周期後に 15.4 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 40 mmx1 = 15.4 mmn = 1
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 50k2​ = 15m = 100 kg

100 kg の質量が、縦につないだ(直列の)2 本のばねにつり下げられている:上のばねは k₁ = 50 kN/m、下のばねは k₂ = 15 kN/m である。 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 = 50 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 12k3​ = 15m = 20 kg

20 kg の質量がばね k₃ = 15 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 = 80 kN/m と k₂ = 12 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 = 20 kgk1 = 80 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 19.49 Hz
  2. 2. fn = 1.592 Hz
  3. 3. ζ = 0.04002
  4. 4. ζ = 0.1502
  5. 5. fn = 1.71 Hz
  6. 6. fn = 4.042 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。