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​ = 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
2.Легка
kmδst​ = 10 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 10 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 = 10 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
tx30 mm1 цикл11,6 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 30 mm через один цикл іде пік 11,6 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 30 mmx1 = 11,6 mmn = 1
ζ =
4.Середня
k = 4 kN/mζ = 0,45m = 8 kg

Маса 8 kg на пружині жорсткістю 4 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,45. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 8 kgk = 4 kN/mζ = 0,45
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 25k2​ = 25m = 40 kg

Маса 40 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 25 kN/m і k₂ = 25 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 40 kgk1 = 25 kN/mk2 = 25 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 25k2​ = 50m = 20 kg

Маса 20 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 25 kN/m і k₂ = 50 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 20 kgk1 = 25 kN/mk2 = 50 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 9,97 Hz
  2. 2. fn = 4,985 Hz
  3. 3. ζ = 0,1495
  4. 4. fd = 3,178 Hz
  5. 5. fn = 5,627 Hz
  6. 6. keq = 75 kN/m

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