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 = 100 kgx

100 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。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。

m = 100 kgk = 150 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 20 kN/mm = 80 kgx

80 kg の質量が、ばね定数 20 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 = 80 kgk = 20 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
k = 80 kN/mζ = 0.7m = 80 kg

ばね定数 80 kN/m のばねにつながれた 80 kg の質量に、減衰比 0.7 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 = 80 kgk = 80 kN/mζ = 0.7
fd = Hz
4.ふつう
k = 8 kN/mc = 70 N·s/mm = 15 kg

15 kg の質量が、ばね定数 8 kN/m のばねと、減衰係数 70 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 = 8 kN/mc = 70 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 100k2​ = 15m = 5 kg

5 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 = 100 kN/m、下のばねは k₂ = 15 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 5 kgk1 = 100 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 50k3​ = 50m = 100 kg

100 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 = 80 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 = 100 kgk1 = 80 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 38.73 rad/s
  2. 2. ωn = 15.81 rad/s
  3. 3. fd = 3.594 Hz
  4. 4. ζ = 0.101
  5. 5. keq = 13.04 kN/m
  6. 6. fn = 3.024 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。