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 = 200 kN/mm = 40 kgx

40 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 40 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 2.5 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 2.5 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 = 2.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
k = 80 kN/mc = 1010 N·s/mm = 80 kg

80 kg の質量が、ばね定数 80 kN/m のばねと、減衰係数 1010 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 = 80 kgk = 80 kN/mc = 1010 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 4 kN/mζ = 0.35m = 40 kg

ばね定数 4 kN/m のばねにつながれた 40 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 = 40 kgk = 4 kN/mζ = 0.35
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 40k2​ = 20m = 25 kg

25 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 40 kN/m、k₂ = 20 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 25 kgk1 = 40 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 60k2​ = 25m = 5 kg

5 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 60 kN/m、k₂ = 25 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 5 kgk1 = 60 kN/mk2 = 25 kN/m
keq = kN/m

解答

  1. 1. fn = 11.25 Hz
  2. 2. fn = 9.97 Hz
  3. 3. ζ = 0.1996
  4. 4. fd = 1.491 Hz
  5. 5. keq = 60 kN/m
  6. 6. keq = 85 kN/m

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。