เครื่องจักรวางบนฐานสปริงซึ่งยุบตัว 20 mm ภายใต้น้ำหนักของมัน ถือว่าเป็นระบบองศาอิสระเดียวที่ไม่มีการหน่วง และใช้ g = 9.81 m/s² หาความถี่ธรรมชาติ fn ของการสั่นแนวดิ่งใน Hz
ใบงาน การสั่นสะเทือนเชิงกล พร้อมเฉลย
1.ง่าย
δst = 20 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.ง่าย
มวล 50 kg แขวนจากสปริงที่มีค่าความแข็ง 20 kN/m ไม่คิดการหน่วง หาความถี่ธรรมชาติเชิงวงกลม ωn ใน rad/s
m = 50 kgk = 20 kN/m
ωn = rad/s
3.ปานกลาง
มวล 200 kg บนสปริงที่มีค่าความแข็ง 50 kN/m มีตัวหน่วงหนืดให้อัตราส่วนการหน่วง 0.7 หาความถี่ธรรมชาติที่ถูกหน่วง fd ของการสั่นอิสระใน Hz
m = 200 kgk = 50 kN/mζ = 0.7
fd = Hz
4.ปานกลาง
ในการทดสอบการสั่นอิสระของระบบมวล–สปริงที่มีการหน่วง ยอดการกระจัด 20 mm ตามด้วยยอด 12.1 mm หลังจากนั้น 4 รอบ หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
x0 = 20 mmx4 = 12.1 mmn = 4
ζ =
5.ยาก
มวล 100 kg แขวนจากสปริงสองตัวที่วางเคียงกัน (ขนาน) ที่มีค่าความแข็ง k₁ = 40 kN/m และ k₂ = 60 kN/m มวลอยู่ในแนวระดับ หาค่าความแข็งสมมูล keq ของระบบสปริงใน kN/m
m = 100 kgk1 = 40 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
6.ยาก
มวล 20 kg แขวนจากสปริงสองตัวที่วางเคียงกัน (ขนาน) ที่มีค่าความแข็ง k₁ = 50 kN/m และ k₂ = 40 kN/m มวลอยู่ในแนวระดับ หาค่าความแข็งสมมูล keq ของระบบสปริงใน kN/m
m = 20 kgk1 = 50 kN/mk2 = 40 kN/m
keq = kN/m
เฉลย
- 1. fn = 3.525 Hz
- 2. ωn = 20 rad/s
- 3. fd = 1.797 Hz
- 4. ζ = 0.01999
- 5. keq = 100 kN/m
- 6. keq = 90 kN/m
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com