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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 10 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
100 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 = 100 kgk = 10 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
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 4 周期後に 5.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 40 mmx4 = 5.3 mmn = 4
ζ =
4.ふつう
ばね定数 2 kN/m のばねにつながれた 12 kg の質量に、減衰比 0.6 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 = 12 kgk = 2 kN/mζ = 0.6
fd = Hz
5.むずかしい
20 kg の質量がばね k₃ = 15 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 = 12 kN/m と k₂ = 80 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 = 12 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
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 = 20 kN/m と k₂ = 10 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 = 20 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 22.51 Hz
- 2. ωn = 10 rad/s
- 3. ζ = 0.08016
- 4. fd = 1.644 Hz
- 5. fn = 4.042 Hz
- 6. fn = 2.33 Hz
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