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
kmδst​ = 2,5 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 2,5 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 = 2,5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
tx25 mmЦиклів: 411,8 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 25 mm через 4 циклів іде пік 11,8 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 25 mmx4 = 11,8 mmn = 4
ζ =
4.Середня
k = 150 kN/mc = 1470 N·s/mm = 40 kg

Маса 40 kg спирається на пружину жорсткістю 150 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 1470 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 40 kgk = 150 kN/mc = 1470 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 60k2​ = 40k3​ = 100m = 5 kg

Маса 5 kg висить на пружині k₃ = 100 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 60 kN/m і k₂ = 40 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 5 kgk1 = 60 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 100 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 80k2​ = 10m = 25 kg

Маса 25 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 80 kN/m, нижня — k₂ = 10 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 25 kgk1 = 80 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 7,05 Hz
  2. 2. fn = 9,97 Hz
  3. 3. ζ = 0,02986
  4. 4. ζ = 0,3001
  5. 5. fn = 15,92 Hz
  6. 6. keq = 8,889 kN/m

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