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
kmδst​ = 4 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 4 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 = 4 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 12 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 12 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 = 12 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
k = 100 kN/mζ = 0.3m = 80 kg

ばね定数 100 kN/m のばねにつながれた 80 kg の質量に、減衰比 0.3 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 = 80 kgk = 100 kN/mζ = 0.3
fd = Hz
4.ふつう
k = 15 kN/mc = 770 N·s/mm = 40 kg

40 kg の質量が、ばね定数 15 kN/m のばねと、減衰係数 770 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 = 40 kgk = 15 kN/mc = 770 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 60k2​ = 100m = 100 kg

100 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 = 60 kN/m、下のばねは k₂ = 100 kN/m である。 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 = 100 kgk1 = 60 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 100m = 100 kg

100 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 = 12 kN/m、下のばねは k₂ = 100 kN/m である。 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 = 100 kgk1 = 12 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 7.882 Hz
  2. 2. fn = 4.551 Hz
  3. 3. fd = 5.368 Hz
  4. 4. ζ = 0.497
  5. 5. fn = 3.082 Hz
  6. 6. fn = 1.647 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。