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 = 12 kgx

12 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 12 kgk = 20 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 12 kN/mm = 50 kgx

50 kg の質量が、ばね定数 12 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 = 50 kgk = 12 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
k = 150 kN/mc = 300 N·s/mm = 15 kg

15 kg の質量が、ばね定数 150 kN/m のばねと、減衰係数 300 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 = 15 kgk = 150 kN/mc = 300 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 50 kN/mζ = 0.35m = 100 kg

ばね定数 50 kN/m のばねにつながれた 100 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 = 100 kgk = 50 kN/mζ = 0.35
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 10k2​ = 60k3​ = 5m = 100 kg

100 kg の質量がばね k₃ = 5 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 = 10 kN/m と k₂ = 60 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 = 10 kN/mk2 = 60 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 12m = 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 = 12 kN/m、下のばねは k₂ = 12 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 = 50 kgk1 = 12 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 6.497 Hz
  2. 2. ωn = 15.49 rad/s
  3. 3. ζ = 0.1
  4. 4. fd = 3.334 Hz
  5. 5. fn = 1.087 Hz
  6. 6. fn = 1.743 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。