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 = 40 kgx

40 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 40 kgk = 25 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 80 kN/mm = 250 kgx

250 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 = 250 kgk = 80 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
tx40 mm3 周期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 40 mm の 3 周期後に 6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 40 mmx3 = 6 mmn = 3
ζ =
4.ふつう
k = 40 kN/mζ = 0.45m = 80 kg

ばね定数 40 kN/m のばねにつながれた 80 kg の質量に、減衰比 0.45 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 = 40 kN/mζ = 0.45
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 5k2​ = 30k3​ = 30m = 100 kg

100 kg の質量がばね k₃ = 30 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 = 5 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 = 100 kgk1 = 5 kN/mk2 = 30 kN/mk3 = 30 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 20k2​ = 15m = 100 kg

100 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 20 kN/m、k₂ = 15 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 = 100 kgk1 = 20 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 3.979 Hz
  2. 2. ωn = 17.89 rad/s
  3. 3. ζ = 0.1001
  4. 4. fd = 3.178 Hz
  5. 5. fn = 2.023 Hz
  6. 6. fn = 2.978 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。