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
Самолёт трогается с места и равноускоренно разгоняется с ускорением 2,75 m/s² по взлётной полосе. Найдите его скорость v через 1100 m.
v₀ = 0a = 2,75 m/s²s = 1100 m
v = m/s
2.КинематикаСложная
Мяч бросают вертикально вверх со скоростью 12 m/s с края крыши на высоте 15 m над землёй. Сопротивлением воздуха пренебречь, g = 9,81 m/s². Через какое время после броска он упадёт на землю? Найдите t.
v₀ = 12 m/sh₀ = 15 mg = 9,81 m/s²
t = s
3.Законы НьютонаСредняя
Ящик скользит по горизонтальному полу с начальной скоростью 3,5 m/s и останавливается через 6,2 m. Примите g = 9,81 m/s². Найдите коэффициент трения скольжения μ.
v₀ = 3,5 m/sd = 6,2 mg = 9,81 m/s²
μ =
4.Законы НьютонаСложная
Брусок массой 5,5 kg на горизонтальном столе соединён лёгкой нитью, перекинутой через блок без трения, с подвешенным грузом массой 6 kg. Коэффициент трения скольжения между бруском и столом 0,2. Примите g = 9,81 m/s². Найдите силу натяжения T нити.
m1 = 5,5 kgm2 = 6 kgμ = 0,2g = 9,81 m/s²
T = N
5.Движение тела, брошенного под угломСредняя
Мяч бросают под углом 50° к горизонту с ровной поверхности. Сопротивлением воздуха пренебречь. Найдите время полёта t до удара мяча о землю.
v0 = 28 m/sθ = 50°g = 9,81 m/s²
t = s
6.Движение тела, брошенного под угломСложная
Мяч бросают под углом 45° к горизонту с вершины скалы высотой 20 m. Сопротивлением воздуха пренебречь. Найдите время полёта t до удара мяча о землю.
v0 = 22 m/sθ = 45°h = 20 mg = 9,81 m/s²
t = s
7.Движение по окружностиСредняя
Автомобиль проходит горизонтальный поворот радиусом 150 m. Коэффициент трения покоя между шинами и дорогой 0,4. Примите g = 9,81 m/s². Найдите наибольшую скорость vmax, с которой автомобиль может пройти поворот без заноса.
r = 150 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
8.Движение по окружностиСложная
Поворот радиусом 260 m имеет вираж с уклоном 10°, коэффициент трения покоя между шинами и дорогой равен 0,1. Примите g = 9,81 m/s². Найдите наибольшую скорость vmax, при которой автомобиль может пройти поворот, не соскальзывая вверх и наружу.
r = 260 mθ = 10°μs = 0,1g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
9.Работа и энергияСредняя
Автомобиль, движущийся со скоростью 100 km/h по горизонтальной дороге, резко тормозит и с заблокированными колёсами скользит до остановки. Коэффициент трения скольжения между шинами и дорогой равен 0,8. Найдите тормозной путь d.
v = 100 km/hμ = 0,8g = 9,81 m/s²
d = m
10.Работа и энергияСложная
Брусок массой 2,5 kg отпускают без начальной скорости на высоте 1 m на гладкой рампе. Внизу он пересекает шероховатую горизонтальную полосу длиной 1 m (μ = 0,1), а затем наезжает на пружину (k = 1500 N/m) на гладкой поверхности. Найдите скорость v бруска, когда он достигает пружины.
m = 2,5 kgh = 1 mL = 1 mμ = 0,1k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
11.Импульс и столкновенияСредняя
Снаряд массой 7 kg, движущийся горизонтально со скоростью 40 m/s, разрывается на два осколка, движущихся вдоль той же прямой. Осколок массой 1 kg продолжает движение вперёд со скоростью 79 m/s. Найдите скорость v′2 осколка массой 6 kg (положительна в исходном направлении).
M = 7 kgu = 40 m/sm1 = 1 kgv′1 = 79 m/sm2 = 6 kg
v′2 = m/s
12.Импульс и столкновенияСложная
Мяч массой 0,15 kg ударяется о стену со скоростью 14 m/s и отскакивает прямо назад со скоростью 9 m/s. Контакт длится 20 ms. Найдите среднюю силу Favg, с которой стена действует на мяч.
m = 0,15 kgvin = 14 m/svout = 9 m/sΔt = 20 ms
Favg = N
13.Вращение твёрдого телаСредняя
Однородный тонкий стержень массой 8,5 kg и длиной 2,3 m закреплён шарниром на одном конце и отпущен без начальной скорости из горизонтального положения. Пренебрегите трением и примите g = 9,81 m/s². Найдите угловую скорость ω стержня при прохождении вертикального положения.
m = 8,5 kgL = 2,3 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
14.Вращение твёрдого телаСложная
Однородный тонкий стержень массой 3 kg и длиной 1 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 10 g, летящая горизонтально со скоростью 140 m/s, попадает в стержень на 0,7 m ниже шарнира и застревает в нём. Примите g = 9,81 m/s². Найдите наибольший угол φ отклонения стержня от вертикали.
M = 3 kgL = 1 mm = 10 gv = 140 m/sd = 0,7 mg = 9,81 m/s²
φ = °
15.Зубчатые колёса и передачиСредняя
Шкив 100 mm с частотой 1500 rpm приводит ремнём шкив 250 mm при проскальзывании 2,5 %. Найдите частоту вращения n2 ведомого шкива.
n1 = 1500 rpmd1 = 100 mmd2 = 250 mms = 2,5 %
n2 = rpm
16.Зубчатые колёса и передачиСложная
В многоступенчатой зубчатой передаче колесо A (15 зуб.) на входном валу вращается с частотой 3000 rpm и приводит колесо B (80 зуб.). Колесо C (12 зуб.) закреплено на одном валу с B и приводит колесо D (24 зуб.) на выходном валу. Найдите выходную частоту вращения nout.
nin = 3000 rpmA = 15B = 80C = 12D = 24
nout = rpm
17.Пружины и маятникиСредняя
Какой длины должен быть математический маятник, чтобы его период был 2,6 s? Примите g = 9,81 m/s². Найдите L.
T = 2,6 sg = 9,81 m/s²
L = m
18.Пружины и маятникиСложная
Груз массой 3,3 kg на пружине с k = 60 N/m оттягивают на 16 cm от положения равновесия и отпускают. Найдите его наибольшее ускорение amax.
m = 3,3 kgk = 60 N/mA = 16 cm
amax = m/s²
19.Механические колебанияСредняя
Груз массой 50 kg на пружине жёсткостью 12 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,35. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.
m = 50 kgk = 12 kN/mζ = 0,35
fd = Hz
20.Механические колебанияСложная
Груз массой 50 kg висит на двух пружинах, расположенных рядом (параллельно), с жёсткостями k₁ = 15 kN/m и k₂ = 20 kN/m. Груз остаётся горизонтальным. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.
m = 50 kgk1 = 15 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz
3Растворы
1.Кинематика
Ответ: v = 77,78 m/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.
Скорость после пройденного пути
v = √(2·a·s) = √(2·2,75·1100) = 77,78 m/s
Ответ
v = 77,78 m/s
(280 km/h)
2.Кинематика
Ответ: t = 3,357 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.
−15 = 12·t − ½·9,81·t²
4,905·t² − 12·t − 15 = 0
Решите квадратное уравнение
Физический смысл имеет только положительный корень.
t = (12 + √(12² + 2·9,81·15))/9,81 = 3,357 s
Ответ
t = 3,357 s
3.Законы Ньютона
Ответ: μ = 0,1007
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.
Замедление
a = v₀²/(2d) = 3,5²/(2·6,2) = 0,9879 m/s²
Коэффициент трения
μ·m·g = m·a → μ = a/g = 0,9879/9,81 = 0,1007
Ответ
μ = 0,1007
4.Законы Ньютона
Ответ: T = 33,78 N
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.
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 = 28·cos 50° = 18 m/s
vy = v0·sin θ = 28·sin 50° = 21,45 m/s
Время полёта
Старт и приземление на одной высоте: t = 2vy/g.
t = 2·21,45/9,81 = 4,373 s
Ответ
t = 4,373 s
6.Движение тела, брошенного под углом
Ответ: t = 4,153 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 = 22·cos 45° = 15,56 m/s
vy = v0·sin θ = 22·sin 45° = 15,56 m/s
Время полёта
Решите y(t) = h + vy·t − ½gt² = 0 и возьмите положительный корень.
0 = 20 + 15,56·t − 4,905·t²
t = (vy + √(vy² + 2gh))/g = (15,56 + √(242 + 392,4))/9,81 = 4,153 s
Ответ
t = 4,153 s
7.Движение по окружности
Ответ: vmax = 24,26 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.
Трение создаёт центростремительную силу
m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0,4·9,81·150) = 24,26 m/s
Ответ
vmax = 24,26 m/s (87,34 km/h)
8.Движение по окружности
Ответ: vmax = 26,79 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.
Балансы сил
Трение направлено вниз по склону.
N·(sin θ + μ·cos θ) = m·v²/r
N·(cos θ − μ·sin θ) = m·g
Скорость
v = √(260·9,81·0,2721/0,9674) = 26,79 m/s
Ответ
vmax = 26,79 m/s
(96,43 km/h)
9.Работа и энергия
Ответ: d = 49,16 m
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).
Скорость в основных единицах
v = 100/3,6 = 27,78 m/s
Энергетический баланс
½mv² = μmg·d → d = v²/(2μg) = 27,78²/(2·0,8·9,81) = 49,16 m
Ответ
d = 49,16 m
При удвоении скорости тормозной путь увеличивается в четыре раза.
10.Работа и энергия
Ответ: v = 4,202 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 = 24,53·(1 − 0,1·1) = 22,07 J
Скорость у пружины
½mv² = mg(h − μL) → v = √(2g(h − μL)) = √(2·9,81·0,9) = 4,202 m/s
Ответ
v = 4,202 m/s
11.Импульс и столкновения
Ответ: v′2 = 33,5 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.
Импульс до удара
p = M·u = 7·40 = 280 kg·m/s
Импульс после удара
280 = 1·79 + 6·v′2
v′2 = (280 − 79)/6 = 33,5 m/s
Ответ
v′2 = 33,5 m/s
12.Импульс и столкновения
Ответ: Favg = 172,5 N
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.
Изменение импульса
J = m·Δv = 0,15·(9 + 14) = 3,45 N·s
Средняя сила
Favg = J/Δt = 3,45/0,02 = 172,5 N
Ответ
Favg = 172,5 N
13.Вращение твёрдого тела
Ответ: ω = 3,577 rad/s
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.
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.
Ременные передачи: без проскальзывания обод обоих шкивов имеет одну и ту же скорость v = π·d·n/60, поэтому n₁·d₁ = n₂·d₂, а передаточное отношение равно d₂/d₁. Проскальзывание s делает ведомый шкив немного медленнее: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). Передаваемая мощность равна P = (T₁ − T₂)·v, где T₁ — натяжение ведущей ветви, а T₂ — ведомой. Трение ограничивает отношение натяжений: T₁/T₂ = eμθ, где θ — угол обхвата в радианах на меньшем шкиве; для открытой передачи θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)) при межосевом расстоянии C.
Частота вращения без проскальзывания
1500·100/250 = 600 rpm
С проскальзыванием
n2 = 600·0,975 = 585 rpm
Ответ
n2 = 585 rpm
16.Зубчатые колёса и передачи
Ответ: nout = 281,3 rpm
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.
Первая ступень
nB = 3000·15/80 = 562,5 rpm = nC
Вторая ступень
nout = 562,5·12/24 = 281,3 rpm
Ответ
nout = 281,3 rpm
общее передаточное отношение = 10,67 : 1
17.Пружины и маятники
Ответ: L = 1,68 m
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.
Выразите длину
L = g·(T/2π)² = 9,81·(2,6/2π)² = 1,68 m
Ответ
L = 1,68 m
18.Пружины и маятники
Ответ: amax = 2,909 m/s²
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 = √(60/3,3) = 4,264 rad/s
Наибольшее ускорение
amax = A·ω² = 0,16·4,264² = 2,909 m/s²
Ответ
amax = 2,909 m/s²
19.Механические колебания
Ответ: fd = 2,31 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 = √(12000/50) = 15,49 rad/s
fn = 15,49/(2π) = 2,466 Hz
Частота затухающих колебаний
fd = fn·√(1 − ζ²) = 2,466·√(1 − 0,35²) = 2,31 Hz
Ответ
fd = 2,31 Hz
20.Механические колебания
Ответ: fn = 4,211 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
Расположенные рядом пружины имеют одинаковую деформацию, а их силы складываются, поэтому жёсткости просто складываются: k = k1 + k2.