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
kmδst​ = 0.5 mm無負荷

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 0.5 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 = 0.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 1 mm無負荷

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 1 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 = 1 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
k = 20 kN/mζ = 0.35m = 10 kg

ばね定数 20 kN/m のばねにつながれた 10 kg の質量に、減衰比 0.35 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 = 10 kgk = 20 kN/mζ = 0.35
fd = Hz
4.ふつう
k = 12 kN/mζ = 0.7m = 100 kg

ばね定数 12 kN/m のばねにつながれた 100 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 = 100 kgk = 12 kN/mζ = 0.7
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 15k2​ = 25k3​ = 10m = 25 kg

25 kg の質量がばね k₃ = 10 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 = 15 kN/m と k₂ = 25 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 = 25 kgk1 = 15 kN/mk2 = 25 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 10k2​ = 40m = 40 kg

40 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 10 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 = 10 kN/mk2 = 40 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 22.29 Hz
  2. 2. fn = 15.76 Hz
  3. 3. fd = 6.667 Hz
  4. 4. fd = 1.245 Hz
  5. 5. fn = 2.847 Hz
  6. 6. fn = 5.627 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。