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 = 8 kN/mm = 25 kgx

25 kg の質量が、ばね定数 8 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 = 25 kgk = 8 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 25 kN/mm = 200 kgx

200 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 = 200 kgk = 25 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx40 mm2 周期18.8 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 2 周期後に 18.8 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 40 mmx2 = 18.8 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
k = 80 kN/mζ = 0.6m = 150 kg

ばね定数 80 kN/m のばねにつながれた 150 kg の質量に、減衰比 0.6 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 = 150 kgk = 80 kN/mζ = 0.6
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 30m = 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 = 80 kN/m、下のばねは k₂ = 30 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 = 80 kN/mk2 = 30 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 30k2​ = 50k3​ = 25m = 100 kg

100 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 = 30 kN/m と k₂ = 50 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 = 30 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 25 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 17.89 rad/s
  2. 2. fn = 1.779 Hz
  3. 3. ζ = 0.05997
  4. 4. fd = 2.94 Hz
  5. 5. fn = 4.702 Hz
  6. 6. fn = 2.197 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。