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​ = 12 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 12 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 = 12 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Лёгкая
k = 40 kN/mm = 80 kgx

Груз массой 80 kg висит на пружине жёсткостью 40 kN/m. Демпфированием пренебрегите. Найдите собственную круговую частоту ωn в rad/s.

m = 80 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
3.Средняя
tx10 mmЦиклов: 23,6 mm

При испытании системы «масса–пружина» с демпфированием на свободные колебания за пиком смещения 10 mm через 2 циклов следует пик 3,6 mm. Найдите коэффициент демпфирования ζ.

x0 = 10 mmx2 = 3,6 mmn = 2
ζ =
4.Средняя
k = 50 kN/mc = 3790 N·s/mm = 200 kg

Груз массой 200 kg опирается на пружину жёсткостью 50 kN/m и вязкий демпфер с коэффициентом демпфирования 3790 N·s/m. Найдите относительный коэффициент демпфирования ζ.

m = 200 kgk = 50 kN/mc = 3790 N·s/m
ζ =
5.Сложная
k1​ = 10k2​ = 60m = 100 kg

Груз массой 100 kg висит на двух пружинах, соединённых друг за другом (последовательно): у верхней k₁ = 10 kN/m, у нижней k₂ = 60 kN/m. Найдите эквивалентную жёсткость keq системы пружин в kN/m.

m = 100 kgk1 = 10 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
6.Сложная
k1​ = 15k2​ = 50m = 100 kg

Груз массой 100 kg висит на двух пружинах, расположенных рядом (параллельно), с жёсткостями k₁ = 15 kN/m и k₂ = 50 kN/m. Груз остаётся горизонтальным. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 100 kgk1 = 15 kN/mk2 = 50 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 4,551 Hz
  2. 2. ωn = 22,36 rad/s
  3. 3. ζ = 0,08103
  4. 4. ζ = 0,5993
  5. 5. keq = 8,571 kN/m
  6. 6. fn = 4,058 Hz

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