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​ = 10 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 10 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 = 10 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Лёгкая
k = 80 kN/mm = 15 kgx

Груз массой 15 kg висит на пружине жёсткостью 80 kN/m. Демпфированием пренебрегите. Найдите собственную частоту fn в Hz.

m = 15 kgk = 80 kN/m
fn = Hz
3.Средняя
k = 5 kN/mc = 180 N·s/mm = 40 kg

Груз массой 40 kg опирается на пружину жёсткостью 5 kN/m и вязкий демпфер с коэффициентом демпфирования 180 N·s/m. Найдите относительный коэффициент демпфирования ζ.

m = 40 kgk = 5 kN/mc = 180 N·s/m
ζ =
4.Средняя
k = 150 kN/mζ = 0,4m = 8 kg

Груз массой 8 kg на пружине жёсткостью 150 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,4. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.

m = 8 kgk = 150 kN/mζ = 0,4
fd = Hz
5.Сложная
k1​ = 100k2​ = 10k3​ = 50m = 5 kg

Груз массой 5 kg висит на пружине k₃ = 50 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 100 kN/m и k₂ = 10 kN/m; балка остаётся горизонтальной. Пренебрегите демпфированием и массами пружин и балки. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 5 kgk1 = 100 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz
6.Сложная
k1​ = 80k2​ = 30m = 5 kg

Груз массой 5 kg висит на двух пружинах, соединённых друг за другом (последовательно): у верхней k₁ = 80 kN/m, у нижней k₂ = 30 kN/m. Найдите эквивалентную жёсткость keq системы пружин в kN/m.

m = 5 kgk1 = 80 kN/mk2 = 30 kN/m
keq = kN/m

Ответы

  1. 1. fn = 4,985 Hz
  2. 2. fn = 11,62 Hz
  3. 3. ζ = 0,2012
  4. 4. fd = 19,97 Hz
  5. 5. fn = 13,2 Hz
  6. 6. keq = 21,82 kN/m

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