200 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 = 200 kgk = 100 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
80 kg の質量が、ばね定数 80 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 = 80 kgk = 80 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
5 kg の質量が、ばね定数 100 kN/m のばねと、減衰係数 280 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 = 5 kgk = 100 kN/mc = 280 N·s/m
ζ =
4.ふつう
ばね定数 200 kN/m のばねにつながれた 8 kg の質量に、減衰比 0.35 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 = 8 kgk = 200 kN/mζ = 0.35
fd = Hz
5.むずかしい
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 = 20 kN/m、下のばねは k₂ = 10 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 25 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
5 kg の質量がばね k₃ = 60 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 = 25 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 = 5 kgk1 = 25 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 3.559 Hz
- 2. ωn = 31.62 rad/s
- 3. ζ = 0.198
- 4. fd = 23.57 Hz
- 5. keq = 6.667 kN/m
- 6. fn = 13.91 Hz
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