Механические колебания: лист заданий с ответами

Бесплатный лист заданий для печати по теме «Механические колебания»: 6 задач от простых до экзаменационного уровня, с ответами. Распечатайте его или сохраните как PDF.

Для преподавателей: можно бесплатно печатать, копировать и использовать на занятиях. Каждый новый лист содержит новые значения и собственные ответы. Будем благодарны за ссылку на ExamProblems на странице вашего курса.

Имя: ____________________   Дата: ____________

1.Лёгкая
kmδst​ = 20 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 20 mm. Рассматривайте её как систему с одной степенью свободы без демпфирования и примите g = 9,81 m/s². Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

δst = 20 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Лёгкая
k = 10 kN/mm = 50 kgx

Груз массой 50 kg висит на пружине жёсткостью 10 kN/m. Демпфированием пренебрегите. Найдите собственную круговую частоту ωn в rad/s.

m = 50 kgk = 10 kN/m
ωn = rad/s
3.Средняя
tx12 mmЦиклов: 44,4 mm

При испытании системы «масса–пружина» с демпфированием на свободные колебания за пиком смещения 12 mm через 4 циклов следует пик 4,4 mm. Найдите коэффициент демпфирования ζ.

x0 = 12 mmx4 = 4,4 mmn = 4
ζ =
4.Средняя
k = 20 kN/mc = 200 N·s/mm = 2 kg

Груз массой 2 kg опирается на пружину жёсткостью 20 kN/m и вязкий демпфер с коэффициентом демпфирования 200 N·s/m. Найдите относительный коэффициент демпфирования ζ.

m = 2 kgk = 20 kN/mc = 200 N·s/m
ζ =
5.Сложная
k1​ = 60k2​ = 12m = 20 kg

Груз массой 20 kg висит на двух пружинах, расположенных рядом (параллельно), с жёсткостями k₁ = 60 kN/m и k₂ = 12 kN/m. Груз остаётся горизонтальным. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 20 kgk1 = 60 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz
6.Сложная
k1​ = 10k2​ = 15m = 100 kg

Груз массой 100 kg висит на двух пружинах, соединённых друг за другом (последовательно): у верхней k₁ = 10 kN/m, у нижней k₂ = 15 kN/m. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 100 kgk1 = 10 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 3,525 Hz
  2. 2. ωn = 14,14 rad/s
  3. 3. ζ = 0,03989
  4. 4. ζ = 0,5
  5. 5. fn = 9,549 Hz
  6. 6. fn = 1,233 Hz

Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.