Drgania mechaniczne: karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Drgania mechaniczne: 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
kmδst​ = 1 mmnieobciążona

Maszyna stoi na podporach sprężystych, które pod jej ciężarem uginają się o 1 mm. Potraktuj ją jako nietłumiony układ o jednym stopniu swobody i przyjmij g = 9,81 m/s². Wyznacz częstotliwość drgań własnych fn w kierunku pionowym w Hz.

δst = 1 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Łatwy
k = 25 kN/mm = 10 kgx

Masa 10 kg wisi na sprężynie o sztywności 25 kN/m. Pomiń tłumienie. Wyznacz pulsację drgań własnych ωn w rad/s.

m = 10 kgk = 25 kN/m
ωn = rad/s
3.Średni
k = 2 kN/mζ = 0,6m = 15 kg

Masa 15 kg na sprężynie o sztywności 2 kN/m ma tłumik wiskotyczny dający współczynnik tłumienia 0,6. Wyznacz częstotliwość drgań swobodnych tłumionych fd w Hz.

m = 15 kgk = 2 kN/mζ = 0,6
fd = Hz
4.Średni
tx40 mmLiczba cykli: 312,9 mm

W próbie drgań swobodnych tłumionego układu masa–sprężyna po maksimum przemieszczenia 40 mm po 3 cyklach następuje maksimum 12,9 mm. Wyznacz współczynnik tłumienia ζ.

x0 = 40 mmx3 = 12,9 mmn = 3
ζ =
5.Trudny
k1​ = 60k2​ = 12k3​ = 60m = 20 kg

Masa 20 kg wisi na sprężynie k₃ = 60 kN/m. Górny koniec k₃ jest przymocowany do sztywnej belki, która wisi na dwóch sprężynach obok siebie, k₁ = 60 kN/m i k₂ = 12 kN/m; belka pozostaje pozioma. Pomiń tłumienie oraz masy sprężyn i belki. Wyznacz częstotliwość drgań własnych fn w kierunku pionowym w Hz.

m = 20 kgk1 = 60 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.Trudny
k1​ = 40k2​ = 20m = 50 kg

Masa 50 kg wisi na dwóch sprężynach połączonych jedna pod drugą (szeregowo): górna sprężyna ma k₁ = 40 kN/m, a dolna k₂ = 20 kN/m. Pomiń tłumienie i masy sprężyn. Wyznacz częstotliwość drgań własnych fn w kierunku pionowym w Hz.

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

Klucz odpowiedzi

  1. 1. fn = 15,76 Hz
  2. 2. ωn = 50 rad/s
  3. 3. fd = 1,47 Hz
  4. 4. ζ = 0,05993
  5. 5. fn = 6,438 Hz
  6. 6. fn = 2,599 Hz

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.