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。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
k = 10 kN/mm = 40 kgx

40 kg の質量が、ばね定数 10 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 = 40 kgk = 10 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 5 kN/mm = 25 kgx

25 kg の質量が、ばね定数 5 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 = 25 kgk = 5 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx15 mm1 周期11 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 15 mm の 1 周期後に 11 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 15 mmx1 = 11 mmn = 1
ζ =
4.ふつう
tx15 mm5 周期0.6 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 15 mm の 5 周期後に 0.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 15 mmx5 = 0.6 mmn = 5
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 100k2​ = 10m = 50 kg

50 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 = 100 kN/m、下のばねは k₂ = 10 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 = 50 kgk1 = 100 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 10k2​ = 30m = 40 kg

40 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 = 10 kN/m、下のばねは k₂ = 30 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 40 kgk1 = 10 kN/mk2 = 30 kN/m
keq = kN/m

解答

  1. 1. ωn = 15.81 rad/s
  2. 2. fn = 2.251 Hz
  3. 3. ζ = 0.0493
  4. 4. ζ = 0.1019
  5. 5. fn = 2.146 Hz
  6. 6. keq = 7.5 kN/m

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。