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 = 5 kN/mm = 25 kgx

25 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。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。

m = 25 kgk = 5 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 10 kN/mm = 8 kgx

8 kg の質量が、ばね定数 10 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 = 8 kgk = 10 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
tx40 mm2 周期5.9 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 2 周期後に 5.9 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 40 mmx2 = 5.9 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
k = 4 kN/mc = 20 N·s/mm = 12 kg

12 kg の質量が、ばね定数 4 kN/m のばねと、減衰係数 20 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 = 4 kN/mc = 20 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 5k2​ = 10m = 50 kg

50 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 5 kN/m、k₂ = 10 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 = 50 kgk1 = 5 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 5k2​ = 15m = 25 kg

25 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 = 5 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 = 25 kgk1 = 5 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m

解答

  1. 1. ωn = 14.14 rad/s
  2. 2. ωn = 35.36 rad/s
  3. 3. ζ = 0.1506
  4. 4. ζ = 0.04564
  5. 5. fn = 2.757 Hz
  6. 6. keq = 3.75 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。