25 kg の質量が、ばね定数 4 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 = 25 kgk = 4 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
5 kg の質量が、ばね定数 1 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 = 5 kgk = 1 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
10 kg の質量が、ばね定数 12 kN/m のばねと、減衰係数 170 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 = 10 kgk = 12 kN/mc = 170 N·s/m
ζ =
4.ふつう
ばね定数 10 kN/m のばねにつながれた 15 kg の質量に、減衰比 0.5 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 = 15 kgk = 10 kN/mζ = 0.5
fd = Hz
5.むずかしい
50 kg の質量がばね k₃ = 25 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 = 12 kN/m と k₂ = 40 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 = 50 kgk1 = 12 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 25 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
10 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 50 kN/m、k₂ = 20 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 10 kgk1 = 50 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 2.013 Hz
- 2. ωn = 14.14 rad/s
- 3. ζ = 0.2454
- 4. fd = 3.559 Hz
- 5. fn = 2.925 Hz
- 6. keq = 70 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。