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 = 20 kN/mm = 150 kgx

150 kg の質量が、ばね定数 20 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 = 150 kgk = 20 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 40 kN/mm = 250 kgx

250 kg の質量が、ばね定数 40 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 = 40 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
k = 8 kN/mζ = 0.35m = 25 kg

ばね定数 8 kN/m のばねにつながれた 25 kg の質量に、減衰比 0.35 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 = 25 kgk = 8 kN/mζ = 0.35
fd = Hz
4.ふつう
tx30 mm5 周期4.5 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 30 mm の 5 周期後に 4.5 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 30 mmx5 = 4.5 mmn = 5
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 40k2​ = 100k3​ = 60m = 50 kg

50 kg の質量がばね k₃ = 60 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 = 40 kN/m と k₂ = 100 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 = 40 kN/mk2 = 100 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 20k2​ = 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 = 20 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 = 50 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m

解答

  1. 1. ωn = 11.55 rad/s
  2. 2. ωn = 12.65 rad/s
  3. 3. fd = 2.667 Hz
  4. 4. ζ = 0.06028
  5. 5. fn = 4.613 Hz
  6. 6. keq = 6.667 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。