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
k = 12 kN/mm = 100 kgx

Груз массой 100 kg висит на пружине жёсткостью 12 kN/m. Демпфированием пренебрегите. Найдите собственную круговую частоту ωn в rad/s.

m = 100 kgk = 12 kN/m
ωn = rad/s
3.Средняя
tx30 mmЦиклов: 36,6 mm

При испытании системы «масса–пружина» с демпфированием на свободные колебания за пиком смещения 30 mm через 3 циклов следует пик 6,6 mm. Найдите коэффициент демпфирования ζ.

x0 = 30 mmx3 = 6,6 mmn = 3
ζ =
4.Средняя
k = 20 kN/mc = 400 N·s/mm = 200 kg

Груз массой 200 kg опирается на пружину жёсткостью 20 kN/m и вязкий демпфер с коэффициентом демпфирования 400 N·s/m. Найдите относительный коэффициент демпфирования ζ.

m = 200 kgk = 20 kN/mc = 400 N·s/m
ζ =
5.Сложная
k1​ = 10k2​ = 60m = 50 kg

Груз массой 50 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 = 50 kgk1 = 10 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
6.Сложная
k1​ = 60k2​ = 30k3​ = 80m = 50 kg

Груз массой 50 kg висит на пружине k₃ = 80 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 60 kN/m и k₂ = 30 kN/m; балка остаётся горизонтальной. Пренебрегите демпфированием и массами пружин и балки. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 50 kgk1 = 60 kN/mk2 = 30 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 11,15 Hz
  2. 2. ωn = 10,95 rad/s
  3. 3. ζ = 0,08007
  4. 4. ζ = 0,1
  5. 5. keq = 8,571 kN/m
  6. 6. fn = 4,632 Hz

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