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 = 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 10 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 10 kN/mm = 100 kgx

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
tx40 mm4 周期5.3 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 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
k = 2 kN/mζ = 0.6m = 12 kg

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
k1​ = 12k2​ = 80k3​ = 15m = 20 kg

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
k1​ = 20k2​ = 10k3​ = 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 = 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. 1. fn = 22.51 Hz
  2. 2. ωn = 10 rad/s
  3. 3. ζ = 0.08016
  4. 4. fd = 1.644 Hz
  5. 5. fn = 4.042 Hz
  6. 6. fn = 2.33 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。