Робочий аркуш «Механічні коливання» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Механічні коливання»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
kmδst​ = 5 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 5 mm. Розгляньте її як систему з одним ступенем вільності без демпфування й візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

δst = 5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
k = 5 kN/mm = 5 kgx

Маса 5 kg висить на пружині жорсткістю 5 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну кутову частоту ωn у rad/s.

m = 5 kgk = 5 kN/m
ωn = rad/s
3.Середня
k = 200 kN/mc = 4000 N·s/mm = 500 kg

Маса 500 kg спирається на пружину жорсткістю 200 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 4000 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 500 kgk = 200 kN/mc = 4000 N·s/m
ζ =
4.Середня
k = 15 kN/mc = 70 N·s/mm = 12 kg

Маса 12 kg спирається на пружину жорсткістю 15 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 70 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 12 kgk = 15 kN/mc = 70 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 25k2​ = 100k3​ = 50m = 25 kg

Маса 25 kg висить на пружині k₃ = 50 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 25 kN/m і k₂ = 100 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 25 kgk1 = 25 kN/mk2 = 100 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 80k2​ = 5m = 5 kg

Маса 5 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 80 kN/m і k₂ = 5 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 5 kgk1 = 80 kN/mk2 = 5 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 7,05 Hz
  2. 2. ωn = 31,62 rad/s
  3. 3. ζ = 0,2
  4. 4. ζ = 0,0825
  5. 5. fn = 6,015 Hz
  6. 6. fn = 20,75 Hz

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.