5 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 5 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
15 kg の質量が、ばね定数 50 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 = 15 kgk = 50 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 40 mm の 2 周期後に 8.8 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 40 mmx2 = 8.8 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 12 mm の 2 周期後に 8.2 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 12 mmx2 = 8.2 mmn = 2
ζ =
5.むずかしい
10 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 = 30 kN/m、下のばねは k₂ = 15 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 = 10 kgk1 = 30 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
20 kg の質量がばね k₃ = 40 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 = 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 = 20 kgk1 = 25 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. ωn = 89.44 rad/s
- 2. ωn = 57.74 rad/s
- 3. ζ = 0.1196
- 4. ζ = 0.03029
- 5. fn = 5.033 Hz
- 6. fn = 5.6 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。