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 = 10 kN/mm = 20 kgx

20 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 20 kgk = 10 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 80 kN/mm = 2 kgx

2 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 = 2 kgk = 80 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
k = 25 kN/mc = 220 N·s/mm = 200 kg

200 kg の質量が、ばね定数 25 kN/m のばねと、減衰係数 220 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 = 200 kgk = 25 kN/mc = 220 N·s/m
ζ =
4.ふつう
tx30 mm3 周期14.1 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 3 周期後に 14.1 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 30 mmx3 = 14.1 mmn = 3
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 20k3​ = 50m = 50 kg

50 kg の質量がばね k₃ = 50 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 = 25 kN/m と k₂ = 20 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 = 25 kN/mk2 = 20 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 60k2​ = 100m = 100 kg

100 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 60 kN/m、k₂ = 100 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 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 = 100 kgk1 = 60 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 3.559 Hz
  2. 2. fn = 31.83 Hz
  3. 3. ζ = 0.04919
  4. 4. ζ = 0.04002
  5. 5. fn = 3.464 Hz
  6. 6. fn = 6.366 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。