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 = 25 kN/mm = 10 kgx

10 kg の質量が、ばね定数 25 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 = 10 kgk = 25 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 50 kN/mm = 15 kgx

15 kg の質量が、ばね定数 50 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 = 15 kgk = 50 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx12 mm1 周期7.2 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 12 mm の 1 周期後に 7.2 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 12 mmx1 = 7.2 mmn = 1
ζ =
4.ふつう
tx12 mm2 周期5.6 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 12 mm の 2 周期後に 5.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 12 mmx2 = 5.6 mmn = 2
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 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 = 25 kN/m、下のばねは k₂ = 15 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 = 25 kgk1 = 25 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 5k2​ = 80m = 20 kg

20 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 5 kN/m、k₂ = 80 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 = 20 kgk1 = 5 kN/mk2 = 80 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 50 rad/s
  2. 2. fn = 9.189 Hz
  3. 3. ζ = 0.08103
  4. 4. ζ = 0.06054
  5. 5. fn = 3.082 Hz
  6. 6. fn = 10.38 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。