정답이 있는 기계 진동 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 10 kN/mm = 2 kgx

2 kg 질량이 강성 10 kN/m인 스프링에 매달려 있다. 감쇠는 무시한다. 고유 진동수 fn을(를) Hz 단위로 구하시오.

m = 2 kgk = 10 kN/m
fn = Hz
2.쉬움
kmδst​ = 0.5 mm무부하

어떤 기계가 스프링 마운트 위에 놓여 있고, 마운트는 기계의 무게로 0.5 mm 압축된다. 이를 비감쇠 1자유도계로 보고 g = 9.81 m/s²를 쓴다. 연직 진동의 고유 진동수 fn을(를) Hz 단위로 구하시오.

δst = 0.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.보통
tx30 mm3주기3.1 mm

감쇠가 있는 질량–스프링계의 자유 진동 시험에서 변위 최댓값 30 mm 다음 3주기 뒤에 최댓값 3.1 mm가 나타난다. 감쇠비 ζ을(를) 구하시오.

x0 = 30 mmx3 = 3.1 mmn = 3
ζ =
4.보통
tx50 mm1주기38.9 mm

감쇠가 있는 질량–스프링계의 자유 진동 시험에서 변위 최댓값 50 mm 다음 한 주기 뒤에 최댓값 38.9 mm가 나타난다. 감쇠비 ζ을(를) 구하시오.

x0 = 50 mmx1 = 38.9 mmn = 1
ζ =
5.어려움
k1​ = 100k2​ = 25m = 100 kg

100 kg 질량이 끝과 끝을 이은(직렬) 두 스프링에 매달려 있다. 위 스프링은 k₁ = 100 kN/m, 아래 스프링은 k₂ = 25 kN/m이다. 스프링계의 등가 강성 keq을(를) kN/m 단위로 구하시오.

m = 100 kgk1 = 100 kN/mk2 = 25 kN/m
keq = kN/m
6.어려움
k1​ = 20k2​ = 40k3​ = 80m = 50 kg

50 kg 질량이 스프링 k₃ = 80 kN/m에 매달려 있다. k₃의 위쪽 끝은 강체 막대에 붙어 있고, 이 막대는 나란히 놓인 두 스프링 k₁ = 20 kN/m, k₂ = 40 kN/m에 매달려 있다. 막대는 수평을 유지한다. 감쇠와 스프링 및 막대의 질량은 무시한다. 연직 진동의 고유 진동수 fn을(를) Hz 단위로 구하시오.

m = 50 kgk1 = 20 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz

정답표

  1. 1. fn = 11.25 Hz
  2. 2. fn = 22.29 Hz
  3. 3. ζ = 0.1196
  4. 4. ζ = 0.03992
  5. 5. keq = 20 kN/m
  6. 6. fn = 4.168 Hz

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