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 = 80 kN/mm = 80 kgx

80 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 = 80 kgk = 80 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 12 kN/mm = 5 kgx

5 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 5 kgk = 12 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
k = 80 kN/mζ = 0.45m = 500 kg

ばね定数 80 kN/m のばねにつながれた 500 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 = 500 kgk = 80 kN/mζ = 0.45
fd = Hz
4.ふつう
k = 40 kN/mζ = 0.5m = 10 kg

ばね定数 40 kN/m のばねにつながれた 10 kg の質量に、減衰比 0.5 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 = 10 kgk = 40 kN/mζ = 0.5
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 60k3​ = 80m = 25 kg

25 kg の質量がばね k₃ = 80 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 = 80 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 = 25 kgk1 = 80 kN/mk2 = 60 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 20k2​ = 25m = 20 kg

20 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 = 25 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 20 kgk1 = 20 kN/mk2 = 25 kN/m
keq = kN/m

解答

  1. 1. fn = 5.033 Hz
  2. 2. fn = 7.797 Hz
  3. 3. fd = 1.798 Hz
  4. 4. fd = 8.717 Hz
  5. 5. fn = 7.182 Hz
  6. 6. keq = 11.11 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。