В окне печати выберите «Сохранить как PDF», чтобы сохранить копию на своём устройстве.
1Формулы и методы
Кинематика
Скорость
v = v0 + a·t
Перемещение
s = v0·t + ½·a·t²
Без времени
v² = v0² + 2·a·s
Единицы
1 m/s = 3,6 km/h
Метод
Выпишите известное: v₀, v, a, t и s с единицами.
Выберите уравнение, содержащее три известных величины и неизвестную.
Выберите одно положительное направление и припишите противоположно направленным величинам знак минус.
Решите и проверьте, что ответ физически разумен.
Законы Ньютона
Второй закон
ΣF = m·a
Вес
W = m·g
Трение скольжения
Ff = μ·N
На наклонной плоскости
вдоль: m·g·sin θ, по нормали: m·g·cos θ
Метод
Нарисуйте расчётную схему со всеми силами, действующими на тело.
Выберите положительное направление вдоль движения.
Разложите силы на составляющие вдоль движения и перпендикулярно ему (на наклонной плоскости: m·g·sin θ вдоль, m·g·cos θ перпендикулярно плоскости).
Примените ΣF = m·a вдоль движения; трение равно μ·N и направлено против движения.
Движение тела, брошенного под углом
Составляющие
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
Положение
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
Максимальная высота
H = h + vy²/(2g)
Дальность (ровная поверхность)
R = v0²·sin 2θ/g
Метод
Разложите начальную скорость на составляющие: vx = v₀·cos θ и vy = v₀·sin θ.
По горизонтали скорость постоянна; по вертикали ускорение равно −g.
Найдите время полёта из вертикального движения.
Подставьте это время в горизонтальное движение, чтобы найти дальность.
Движение по окружности
Центростремительное ускорение
a = v²/r = ω²·r
Центростремительная сила
F = m·v²/r
Угловая скорость
ω = v/r = 2π/T
Горизонтальный поворот, трение
vmax = √(μ·g·r)
Работа и энергия
Кинетическая энергия
Ek = ½mv²
Потенциальная энергия
Ep = mgh
Энергетический баланс
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Работа силы трения
W = μ·N·d
Мощность
P = W/t
Импульс и столкновения
Импульс
p = m·v
Сохранение
Σm·v (before) = Σm·v (after)
Абсолютно неупругий удар
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
Импульс силы
J = F·Δt = m·Δv
Метод
Выберите положительное направление и припишите каждой скорости её знак.
Запишите полный импульс до удара: Σm·v.
При абсолютно неупругом ударе тела после него движутся вместе; при упругом сохраняется ещё и кинетическая энергия.
Приравняйте импульс до удара импульсу после и решите.
Вращение твёрдого тела
Моменты инерции относительно G
стержень mL²/12, диск ½mR², кольцо mR², сплошной шар (2/5)mR², полый шар (2/3)mR²
Теорема о параллельном переносе осей
I = IG + m·d²
Радиус инерции
I = m·k²
Стержень относительно конца
I = mL²/3
Уравнение движения
ΣM = I·α
Скорость в rad/s
ω = 2π·n/60
Кинетическая энергия
E = ½·I·ω²
Работа и мощность
W = T·θ, P = T·ω
Качение без проскальзывания
v = ω·r, E = ½mv²(1 + I/(mr²)), a = g·sin θ/(1 + I/(mr²))
Момент импульса
L = I·ω, I1ω1 = I2ω2
Удар по шарнирному телу
m·v·d = I·ω
Метод
Выберите ось: неподвижный шарнир или центр масс для катящихся тел.
Найдите момент инерции относительно этой оси по стандартным результатам, используя I = IG + m·d² для смещённой оси.
Выберите метод: ΣM = I·α для ускорений и сил, энергия (½·I·ω² + ½·m·v² + m·g·h) для скоростей, момент импульса для ударов и внезапных изменений.
Свяжите линейное и угловое движение формулами v = ω·r и a = α·r и переведите rpm в rad/s.
Зубчатые колёса и передачи
Зацепление колёс
n1·N1 = n2·N2
Крутящий момент
T2 = T1·(N2/N1)·η
Мощность
P = T·ω, ω = 2π·n/60
Многоступенчатая передача
общее передаточное отношение = произведение передаточных отношений ступеней
Пружины и маятники
Груз на пружине
T = 2π·√(m/k)
Маятник
T = 2π·√(L/g)
Угловая частота
ω = √(k/m) = 2π/T
Наибольшие скорость и ускорение
vmax = A·ω, amax = A·ω²
Энергия
E = ½·k·A²
Механические колебания
Собственная частота
ωn = √(k/m), fn = ωn/(2π)
По статическому прогибу
ωn = √(g/δst)
Критическое демпфирование
cc = 2√(km) = 2mωn
Коэффициент демпфирования
ζ = c/cc
Частота затухающих колебаний
ωd = ωn√(1 − ζ²)
Логарифмический декремент
δ = (1/n)·ln(x0/xn), ζ = δ/√(4π² + δ²)
Параллельные пружины
k = k1 + k2
Последовательные пружины
1/k = 1/k1 + 1/k2
2Тренировочные задачи
1.КинематикаСредняя
Автомобиль, едущий со скоростью 50 km/h, тормозит с постоянным замедлением 3,5 m/s² до полной остановки. Найдите тормозной путь s.
v₀ = 50 km/ha = −3,5 m/s²v = 0
s = m
2.КинематикаСложная
Мяч бросают вертикально вверх со скоростью 9 m/s с края крыши на высоте 5 m над землёй. Сопротивлением воздуха пренебречь, g = 9,81 m/s². Через какое время после броска он упадёт на землю? Найдите t.
v₀ = 9 m/sh₀ = 5 mg = 9,81 m/s²
t = s
3.Законы НьютонаСредняя
Брусок массой 4 kg скользит вниз по гладкой наклонной плоскости под углом 35° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение a бруска вдоль плоскости.
m = 4 kgθ = 35°μ = 0g = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Законы НьютонаСложная
Брусок массой 7 kg на наклонной плоскости под углом 20° связан лёгкой нитью, перекинутой через блок без трения на вершине плоскости, с висящим грузом массой 5 kg. Висящий груз движется вниз. Коэффициент трения скольжения между бруском и плоскостью равен 0,25. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение a системы.
m1 = 7 kgm2 = 5 kgθ = 20°μ = 0,25g = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Движение тела, брошенного под угломСредняя
Мяч бросают под углом 35° к горизонту с ровной поверхности. Сопротивлением воздуха пренебречь. Найдите время полёта t до удара мяча о землю.
v0 = 32 m/sθ = 35°g = 9,81 m/s²
t = s
6.Движение тела, брошенного под угломСложная
Мяч бросают с уровня земли со скоростью 24 m/s под углом 70° к горизонту. Он падает на плоскую крышу здания высотой 5 m, уже опускаясь. Пренебрегите сопротивлением воздуха и примите g = 9,81 m/s². Найдите горизонтальное расстояние x от точки броска до места падения.
v₀ = 24 m/sθ = 70°hroof = 5 mg = 9,81 m/s²
x = m
7.Движение по окружностиСредняя
Автомобиль переезжает через вершину бугра на дороге, имеющего форму дуги окружности радиусом 85 m. Примите g = 9,81 m/s². При какой скорости vmax колёса отрываются от дороги на вершине?
r = 85 mg = 9,81 m/s²
vmax = m/s
8.Движение по окружностиСложная
Небольшую тележку отпускают без начальной скорости на трассе без трения, и она въезжает в вертикальную петлю радиусом 2 m. С какой наименьшей высоты hmin над нижней точкой петли она должна стартовать, чтобы удержаться на трассе в верхней точке петли?
R = 2 mv₀ = 0
hmin = m
9.Работа и энергияСредняя
Автомобиль массой 1000 kg въезжает на подъём 3° с постоянной скоростью 54 km/h. Сопротивление воздуха и сопротивление качению вместе составляют 300 N. Найдите мощность P, которую должны развивать колёса, в kW.
Брусок массой 4 kg отпускают без начальной скорости на высоте 2 m на гладкой рампе. Внизу он пересекает шероховатую горизонтальную полосу длиной 1 m (μ = 0,3), а затем наезжает на пружину (k = 2500 N/m) на гладкой поверхности. Найдите скорость v бруска, когда он достигает пружины.
m = 4 kgh = 2 mL = 1 mμ = 0,3k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
11.Импульс и столкновенияСредняя
Тележка массой 0,5 kg, движущаяся со скоростью 2 m/s, испытывает абсолютно упругий центральный удар с покоящейся тележкой массой 5 kg на дорожке без трения. Найдите скорость v′2 второй тележки после столкновения.
m1 = 0,5 kgm2 = 5 kgv1 = 2 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
12.Импульс и столкновенияСложная
Автомобиль массой 900 kg врезается в припаркованный автомобиль массой 1700 kg. Сцепившиеся автомобили скользят 24,5 m до остановки. Коэффициент трения скольжения между шинами и дорогой равен 0,6. Примите g = 9,81 m/s². Найдите скорость v1 первого автомобиля непосредственно перед столкновением.
Маховик с моментом инерции 37,5 kg·m² вращается с частотой 1900 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 115 N·m. За какое время t он остановится?
I = 37,5 kg·m²n = 1900 rpmTb = 115 N·m
t = s
14.Вращение твёрдого телаСложная
полый шар массой 2,5 kg катится без проскальзывания со скоростью 5 m/s. Найдите его полную кинетическую энергию Ek.
m = 2,5 kgv = 5 m/sI = (2/3)·m·r²
Ek = J
15.Зубчатые колёса и передачиСредняя
Два параллельных вала расположены на расстоянии 108 mm. Их нужно соединить парой прямозубых колёс с модулем 1,5 mm и передаточным отношением 5 : 1 (понижающая передача). Сколько зубьев N1 должна иметь шестерня?
a = 108 mmm = 1,5 mmi = 5
N1 =
16.Зубчатые колёса и передачиСложная
Двигатель мощностью 15 kW с частотой 1450 rpm приводит колесо A (12 зубьев), которое зацепляется с колесом B (30 зубьев). Колесо C (16 зубьев) на одном валу с B приводит колесо D (24 зубьев) на выходном валу. КПД каждого зацепления 98%. Найдите выходной вращающий момент Tout.
Груз массой 0,5 kg на пружине с k = 320 N/m оттягивают на 9 cm в положительном направлении и отпускают без начальной скорости при t = 0. Найдите его смещение x от положения равновесия при t = 1,45 s (со знаком).
m = 0,5 kgk = 320 N/mA = 9 cmt = 1,45 s
x = cm
18.Пружины и маятникиСложная
Пуля массой 5 g, летящая со скоростью 350 m/s, попадает в брусок массой 2,5 kg, лежащий на поверхности без трения, и застревает в нём. Брусок прикреплён к горизонтальной пружине с k = 900 N/m. Найдите амплитуду A возникающих колебаний в cm.
m = 5 gv = 350 m/sM = 2,5 kgk = 900 N/m
A = cm
19.Механические колебанияСредняя
Груз массой 2 kg на пружине жёсткостью 2 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,6. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.
m = 2 kgk = 2 kN/mζ = 0,6
fd = Hz
20.Механические колебанияСложная
Груз массой 10 kg висит на пружине k₃ = 10 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 25 kN/m и k₂ = 80 kN/m; балка остаётся горизонтальной. Пренебрегите демпфированием и массами пружин и балки. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.
m = 10 kgk1 = 25 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz
3Растворы
1.Кинематика
Ответ: s = 27,56 m
Движение с постоянным ускорением: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² и v² = v₀² + 2·a·s. Выберите уравнение, в которое входят три известные величины и искомая, и следите за знаками относительно одного положительного направления.
Единицы
v₀ = 50/3,6 = 13,89 m/s
Тормозной путь
0 = v₀² − 2·a·s → s = v₀²/(2a) = 13,89²/(2·3,5) = 27,56 m
Ответ
s = 27,56 m
2.Кинематика
Ответ: t = 2,282 s
Движение с постоянным ускорением: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² и v² = v₀² + 2·a·s. Выберите уравнение, в которое входят три известные величины и искомая, и следите за знаками относительно одного положительного направления.
Уравнение движения
Вверх — положительное направление, земля находится на h₀ ниже точки броска.
−5 = 9·t − ½·9,81·t²
4,905·t² − 9·t − 5 = 0
Решите квадратное уравнение
Физический смысл имеет только положительный корень.
t = (9 + √(9² + 2·9,81·5))/9,81 = 2,282 s
Ответ
t = 2,282 s
3.Законы Ньютона
Ответ: a = 5,627 m/s²
Второй закон Ньютона: равнодействующая сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение, ΣF = m·a. Нарисуйте расчётную схему, выберите положительное направление вдоль движения и сложите все силы в этом направлении: приложенные силы, трение μ·N против движения и составляющие силы тяжести.
Второй закон Ньютона: равнодействующая сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение, ΣF = m·a. Нарисуйте расчётную схему, выберите положительное направление вдоль движения и сложите все силы в этом направлении: приложенные силы, трение μ·N против движения и составляющие силы тяжести.
Силы вдоль нити
m₂·g = 49,05 N
m₁·g·sin θ = 23,49 N
μ·m₁·g·cos θ = 16,13 N
Ускорение системы
a = (49,05 − 23,49 − 16,13)/12 = 0,7859 m/s²
Ответ
a = 0,7859 m/s²
5.Движение тела, брошенного под углом
Ответ: t = 3,742 s
Движение тела, брошенного под углом: без сопротивления воздуха x = vxt и y = h + vyt − ½gt². Оба направления независимы, их связывает только общее время.
Разложите начальную скорость
Горизонтальная скорость постоянна; вертикальное движение имеет постоянное ускорение g = 9,81 m/s² вниз.
vx = v0·cos θ = 32·cos 35° = 26,21 m/s
vy = v0·sin θ = 32·sin 35° = 18,35 m/s
Время полёта
Старт и приземление на одной высоте: t = 2vy/g.
t = 2·18,35/9,81 = 3,742 s
Ответ
t = 3,742 s
6.Движение тела, брошенного под углом
Ответ: x = 35,82 m
Движение тела, брошенного под углом: без сопротивления воздуха x = vxt и y = h + vyt − ½gt². Оба направления независимы, их связывает только общее время.
Разложите начальную скорость
vx = 8,208 m/s, vy = 22,55 m/s
Время до падения на крышу
Больший корень: мяч опускается.
5 = 22,55·t − 4,905·t²
t = (22,55 + √(22,55² − 2·9,81·5))/9,81 = 4,364 s
Горизонтальное расстояние
x = vx·t = 8,208·4,364 = 35,82 m
Ответ
x = 35,82 m
7.Движение по окружности
Ответ: vmax = 28,88 m/s
Равномерное движение по окружности: тело, движущееся со скоростью v по окружности радиуса r, имеет ускорение a = v²/r, направленное к центру, поэтому на него должна действовать направленная к центру равнодействующая сила F = m·v²/r. Эту силу создаёт что-то реальное: трение, натяжение, сила тяжести или сила нормальной реакции.
Нулевая нормальная реакция
m·g = m·v²/r → v = √(g·r) = √(9,81·85) = 28,88 m/s
Ответ
vmax = 28,88 m/s
(104 km/h)
8.Движение по окружности
Ответ: hmin = 5 m
Равномерное движение по окружности: тело, движущееся со скоростью v по окружности радиуса r, имеет ускорение a = v²/r, направленное к центру, поэтому на него должна действовать направленная к центру равнодействующая сила F = m·v²/r. Эту силу создаёт что-то реальное: трение, натяжение, сила тяжести или сила нормальной реакции.
Условие в верхней точке
m·g = m·v²/R → v² = g·R
Закон сохранения энергии
g·h = g·2R + ½·g·R → h = 2,5·R = 2,5·2 = 5 m
Ответ
hmin = 5 m
9.Работа и энергия
Ответ: P = 12,2 kW
Теорема об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии равно работе всех сил. Если записать тяжесть и пружины как потенциальную энергию (mgh и ½kx²), получается баланс: начальная энергия = конечная энергия + энергия, потерянная на трение (μN·d). Мощность — это сила, умноженная на скорость: P = F·v.
Сила тяги
m·g = 1000·9,81 = 9810 N
mg·sin θ = 9810·sin 3° = 513,4 N
F = 513,4 + 300 = 813,4 N
Мощность
v = 54/3,6 = 15 m/s
P = F·v = 813,4·15 = 12201 W = 12,2 kW
Ответ
P = 12,2 kW
10.Работа и энергия
Ответ: v = 5,775 m/s
Теорема об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии равно работе всех сил. Если записать тяжесть и пружины как потенциальную энергию (mgh и ½kx²), получается баланс: начальная энергия = конечная энергия + энергия, потерянная на трение (μN·d).
Энергия после шероховатой полосы
Рампа гладкая, поэтому энергию забирает только полоса.
mgh − μmgL = 39,24·(2 − 0,3·1) = 66,71 J
Скорость у пружины
½mv² = mg(h − μL) → v = √(2g(h − μL)) = √(2·9,81·1,7) = 5,775 m/s
Ответ
v = 5,775 m/s
11.Импульс и столкновения
Ответ: v′2 = 0,3636 m/s
Закон сохранения импульса: если во время столкновения внешние силы не действуют, суммарный импульс Σm·v до столкновения равен суммарному импульсу после. Скорость имеет направление, поэтому выберите положительное направление и скорости, направленные в противоположную сторону, берите со знаком минус. При упругом столкновении сохраняется и кинетическая энергия; при абсолютно неупругом тела слипаются.
Упругий удар о покоящееся тело
Совместное решение уравнений сохранения импульса и энергии даёт эти два результата.
v′1 = (0,5 − 5)/(0,5 + 5)·2 = −1,636 m/s
v′2 = 2·0,5/(0,5 + 5)·2 = 0,3636 m/s
Ответ
v′2 = 0,3636 m/s
12.Импульс и столкновения
Ответ: v1 = 49,06 m/s
Закон сохранения импульса: если во время столкновения внешние силы не действуют, суммарный импульс Σm·v до столкновения равен суммарному импульсу после. Скорость имеет направление, поэтому выберите положительное направление и скорости, направленные в противоположную сторону, берите со знаком минус. При упругом столкновении сохраняется и кинетическая энергия; при абсолютно неупругом тела слипаются.
Вращение вокруг неподвижной оси: сумма моментов относительно оси равна I·α (ΣM = I·α), так же как ΣF = m·a при поступательном движении. В энергетической форме момент T, поворачивающий тело на угол θ (в радианах), совершает работу T·θ, которая изменяет кинетическую энергию ½·I·ω²; сила тяжести добавляет или отнимает m·g·Δh центра масс. Мощность равна P = T·ω.
Угловая скорость
ω = 2π·1900/60 = 199 rad/s
Замедление и время
α = Tb/I = 115/37,5 = 3,067 rad/s²
t = ω/α = 199/3,067 = 64,88 s
Ответ
t = 64,88 s
14.Вращение твёрдого тела
Ответ: Ek = 52,08 J
Качение и момент импульса: тело, катящееся без проскальзывания, имеет v = ω·r, поэтому его кинетическая энергия равна ½·m·v² + ½·I·ω² = ½·m·v²·(1 + I/(m·r²)). При движении по наклонной плоскости это даёт a = g·sin θ/(1 + I/(m·r²)). Когда относительно оси не действует внешний момент, момент импульса относительно этой оси сохраняется, I₁·ω₁ = I₂·ω₂, даже если кинетическая энергия теряется.
Геометрия зубчатых колёс: модуль m задаёт размер зуба. Колесо с N зубьями имеет делительный диаметр d = m·N, два зацепляющихся колеса имеют одинаковый модуль, а их межосевое расстояние a = (d₁ + d₂)/2 = m·(N₁ + N₂)/2. Окружная скорость v = π·d·n/60, а окружная сила на зубе следует из момента: Ft = 2T/d.
Суммарное число зубьев
N1 + N2 = 2a/m = 2·108/1,5 = 144
Делим по передаточному отношению
N1 = 144/(1 + 5) = 24
Ответ
N1 = 24
16.Зубчатые колёса и передачи
Ответ: Tout = 355,8 N·m
Зубчатые передачи: у зацепляющихся колёс скорость в точке контакта зубьев одинакова, поэтому n₁·N₁ = n₂·N₂: колесо с меньшим числом зубьев вращается быстрее. Колёса на одном валу вращаются с одинаковой частотой. Мощность передаётся дальше (за вычетом потерь), поэтому при уменьшении частоты вращения крутящий момент растёт: T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η, а P = T·ω, где ω = 2π·n/60.
Скорость на выходе
nout = 1450·(12/30)·(16/24) = 386,7 rpm
ωout = 2π·386,7/60 = 40,49 rad/s
Выходная мощность и момент
Pout = 15000·0,98² = 14406 W
Tout = Pout/ωout = 14406/40,49 = 355,8 N·m
Ответ
Tout = 355,8 N·m
17.Пружины и маятники
Ответ: x = 4,736 cm
Гармонические колебания: груз массой m на пружине жёсткостью k колеблется с угловой частотой ω = √(k/m) и периодом T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Математический маятник длиной L имеет период T = 2π·√(L/g). При амплитуде A наибольшая скорость равна A·ω, наибольшее ускорение — A·ω², а энергия — ½·k·A².
Угловая частота
ω = √(320/0,5) = 25,3 rad/s
ω·t = 25,3·1,45 = 36,68 rad
Перемещение
x = A·cos(ω·t) = 9·cos(36,68) = 4,736 cm
Ответ
x = 4,736 cm
18.Пружины и маятники
Ответ: A = 3,686 cm
Гармонические колебания: груз массой m на пружине жёсткостью k колеблется с угловой частотой ω = √(k/m) и периодом T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Математический маятник длиной L имеет период T = 2π·√(L/g). При амплитуде A наибольшая скорость равна A·ω, наибольшее ускорение — A·ω², а энергия — ½·k·A².
Скорость после удара
V = m·v/(m + M) = 0,005·350/2,505 = 0,6986 m/s
Угловая частота
ω = √(k/(m + M)) = √(900/2,505) = 18,95 rad/s
Амплитуда
A = V/ω = 0,6986/18,95 = 0,03686 m = 3,686 cm
Ответ
A = 3,686 cm
19.Механические колебания
Ответ: fd = 4,026 Hz
Свободные колебания системы «масса–пружина»: собственная частота без демпфирования ωn = √(k/m) в rad/s и fn = ωn/(2π) в Hz. Вязкий демпфер c даёт коэффициент демпфирования ζ = c/cc, где критическое демпфирование cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Система со слабым демпфированием (ζ < 1) колеблется с частотой ωd = ωn·√(1 − ζ²). Жёсткости параллельных пружин складываются, k = k₁ + k₂; у последовательных складываются обратные величины, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Собственная частота без демпфирования
ωn = √(2000/2) = 31,62 rad/s
fn = 31,62/(2π) = 5,033 Hz
Частота затухающих колебаний
fd = fn·√(1 − ζ²) = 5,033·√(1 − 0,6²) = 4,026 Hz
Ответ
fd = 4,026 Hz
20.Механические колебания
Ответ: fn = 4,809 Hz
Свободные колебания системы «масса–пружина»: собственная частота без демпфирования ωn = √(k/m) в rad/s и fn = ωn/(2π) в Hz. Вязкий демпфер c даёт коэффициент демпфирования ζ = c/cc, где критическое демпфирование cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Система со слабым демпфированием (ζ < 1) колеблется с частотой ωd = ωn·√(1 − ζ²). Жёсткости параллельных пружин складываются, k = k₁ + k₂; у последовательных складываются обратные величины, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Эквивалентная жёсткость
Параллельно соединены только k1 и k2. Эта пара соединена последовательно с k3, поэтому складывайте обратные величины.