12 kg の質量が、ばね定数 100 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 12 kgk = 100 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
8 kg の質量が、ばね定数 8 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 = 8 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
8 kg の質量が、ばね定数 2 kN/m のばねと、減衰係数 100 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 = 8 kgk = 2 kN/mc = 100 N·s/m
ζ =
4.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 30 mm の 2 周期後に 6.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 30 mmx2 = 6.6 mmn = 2
ζ =
5.むずかしい
5 kg の質量がばね k₃ = 80 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 = 30 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 = 5 kgk1 = 20 kN/mk2 = 30 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
5 kg の質量がばね k₃ = 12 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 = 100 kN/m と k₂ = 15 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 = 5 kgk1 = 100 kN/mk2 = 15 kN/mk3 = 12 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. ωn = 91.29 rad/s
- 2. ωn = 31.62 rad/s
- 3. ζ = 0.3953
- 4. ζ = 0.1196
- 5. fn = 12.49 Hz
- 6. fn = 7.419 Hz
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