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 = 4 kN/mm = 40 kgx

40 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。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。

m = 40 kgk = 4 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 80 kN/mm = 5 kgx

5 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 5 kgk = 80 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
k = 12 kN/mc = 110 N·s/mm = 25 kg

25 kg の質量が、ばね定数 12 kN/m のばねと、減衰係数 110 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 = 25 kgk = 12 kN/mc = 110 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 40 kN/mc = 280 N·s/mm = 8 kg

8 kg の質量が、ばね定数 40 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 = 8 kgk = 40 kN/mc = 280 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 10m = 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 = 80 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 = 40 kgk1 = 80 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 60k2​ = 60m = 5 kg

5 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 = 60 kN/m、下のばねは k₂ = 60 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 = 5 kgk1 = 60 kN/mk2 = 60 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 10 rad/s
  2. 2. fn = 20.13 Hz
  3. 3. ζ = 0.1004
  4. 4. ζ = 0.2475
  5. 5. keq = 8.889 kN/m
  6. 6. fn = 12.33 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。