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 = 2 kN/mm = 2 kgx

2 kg の質量が、ばね定数 2 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 = 2 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
k = 25 kN/mc = 40 N·s/mm = 2 kg

2 kg の質量が、ばね定数 25 kN/m のばねと、減衰係数 40 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 = 2 kgk = 25 kN/mc = 40 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 20 kN/mζ = 0.45m = 2 kg

ばね定数 20 kN/m のばねにつながれた 2 kg の質量に、減衰比 0.45 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 = 2 kgk = 20 kN/mζ = 0.45
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 20k2​ = 20m = 25 kg

25 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 20 kN/m、k₂ = 20 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 25 kgk1 = 20 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 40k2​ = 40k3​ = 15m = 50 kg

50 kg の質量がばね k₃ = 15 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 = 40 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 = 40 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 17.89 rad/s
  2. 2. fn = 5.033 Hz
  3. 3. ζ = 0.08944
  4. 4. fd = 14.21 Hz
  5. 5. keq = 40 kN/m
  6. 6. fn = 2.53 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。