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​ = 0,5 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 0,5 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 = 0,5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.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
3.Средняя
k = 40 kN/mc = 3390 N·s/mm = 200 kg

Груз массой 200 kg опирается на пружину жёсткостью 40 kN/m и вязкий демпфер с коэффициентом демпфирования 3390 N·s/m. Найдите относительный коэффициент демпфирования ζ.

m = 200 kgk = 40 kN/mc = 3390 N·s/m
ζ =
4.Средняя
k = 4 kN/mζ = 0,7m = 20 kg

Груз массой 20 kg на пружине жёсткостью 4 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,7. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.

m = 20 kgk = 4 kN/mζ = 0,7
fd = Hz
5.Сложная
k1​ = 12k2​ = 80k3​ = 60m = 20 kg

Груз массой 20 kg висит на пружине k₃ = 60 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 12 kN/m и k₂ = 80 kN/m; балка остаётся горизонтальной. Пренебрегите демпфированием и массами пружин и балки. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 20 kgk1 = 12 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.Сложная
k1​ = 40k2​ = 10m = 40 kg

Груз массой 40 kg висит на двух пружинах, соединённых друг за другом (последовательно): у верхней k₁ = 40 kN/m, у нижней k₂ = 10 kN/m. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 40 kgk1 = 40 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 22,29 Hz
  2. 2. fn = 11,15 Hz
  3. 3. ζ = 0,5993
  4. 4. fd = 1,607 Hz
  5. 5. fn = 6,782 Hz
  6. 6. fn = 2,251 Hz

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