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​ = 2 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 2 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 = 2 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Лёгкая
kmδst​ = 15 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 15 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 = 15 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Средняя
tx50 mmЦиклов: 414,2 mm

При испытании системы «масса–пружина» с демпфированием на свободные колебания за пиком смещения 50 mm через 4 циклов следует пик 14,2 mm. Найдите коэффициент демпфирования ζ.

x0 = 50 mmx4 = 14,2 mmn = 4
ζ =
4.Средняя
k = 80 kN/mζ = 0,45m = 12 kg

Груз массой 12 kg на пружине жёсткостью 80 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,45. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.

m = 12 kgk = 80 kN/mζ = 0,45
fd = Hz
5.Сложная
k1​ = 20k2​ = 12m = 100 kg

Груз массой 100 kg висит на двух пружинах, соединённых друг за другом (последовательно): у верхней k₁ = 20 kN/m, у нижней k₂ = 12 kN/m. Найдите эквивалентную жёсткость keq системы пружин в kN/m.

m = 100 kgk1 = 20 kN/mk2 = 12 kN/m
keq = kN/m
6.Сложная
k1​ = 100k2​ = 10k3​ = 10m = 10 kg

Груз массой 10 kg висит на пружине k₃ = 10 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 = 10 kgk1 = 100 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 11,15 Hz
  2. 2. fn = 4,07 Hz
  3. 3. ζ = 0,05002
  4. 4. fd = 11,6 Hz
  5. 5. keq = 7,5 kN/m
  6. 6. fn = 4,819 Hz

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