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 = 40 kN/mm = 20 kgx

20 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。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。

m = 20 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 200 kN/mm = 10 kgx

10 kg の質量が、ばね定数 200 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 = 200 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
k = 15 kN/mc = 130 N·s/mm = 12 kg

12 kg の質量が、ばね定数 15 kN/m のばねと、減衰係数 130 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 = 12 kgk = 15 kN/mc = 130 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 15 kN/mc = 270 N·s/mm = 5 kg

5 kg の質量が、ばね定数 15 kN/m のばねと、減衰係数 270 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 = 5 kgk = 15 kN/mc = 270 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 30k2​ = 100m = 20 kg

20 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 = 30 kN/m、下のばねは k₂ = 100 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 20 kgk1 = 30 kN/mk2 = 100 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 15k3​ = 5m = 20 kg

20 kg の質量がばね k₃ = 5 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 = 25 kN/m と k₂ = 15 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 = 25 kN/mk2 = 15 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 44.72 rad/s
  2. 2. ωn = 141.4 rad/s
  3. 3. ζ = 0.1532
  4. 4. ζ = 0.493
  5. 5. keq = 23.08 kN/m
  6. 6. fn = 2.373 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。