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 = 150 kN/mm = 100 kgx

Груз массой 100 kg висит на пружине жёсткостью 150 kN/m. Демпфированием пренебрегите. Найдите собственную круговую частоту ωn в rad/s.

m = 100 kgk = 150 kN/m
ωn = rad/s
3.Средняя
tx20 mmЦиклов: 34,4 mm

При испытании системы «масса–пружина» с демпфированием на свободные колебания за пиком смещения 20 mm через 3 циклов следует пик 4,4 mm. Найдите коэффициент демпфирования ζ.

x0 = 20 mmx3 = 4,4 mmn = 3
ζ =
4.Средняя
k = 4 kN/mζ = 0,4m = 25 kg

Груз массой 25 kg на пружине жёсткостью 4 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,4. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.

m = 25 kgk = 4 kN/mζ = 0,4
fd = Hz
5.Сложная
k1​ = 20k2​ = 12k3​ = 100m = 10 kg

Груз массой 10 kg висит на пружине k₃ = 100 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 20 kN/m и k₂ = 12 kN/m; балка остаётся горизонтальной. Пренебрегите демпфированием и массами пружин и балки. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 10 kgk1 = 20 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 100 kN/m
fn = Hz
6.Сложная
k1​ = 50k2​ = 10k3​ = 10m = 100 kg

Груз массой 100 kg висит на пружине k₃ = 10 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 50 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 = 100 kgk1 = 50 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 4,551 Hz
  2. 2. ωn = 38,73 rad/s
  3. 3. ζ = 0,08007
  4. 4. fd = 1,845 Hz
  5. 5. fn = 7,836 Hz
  6. 6. fn = 1,473 Hz

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