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​ = 15 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 15 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 = 15 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
kmδst​ = 1 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 1 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 = 1 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
k = 80 kN/mc = 1310 N·s/mm = 15 kg

Маса 15 kg спирається на пружину жорсткістю 80 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 1310 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 15 kgk = 80 kN/mc = 1310 N·s/m
ζ =
4.Середня
tx10 mmЦиклів: 24,7 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 10 mm через 2 циклів іде пік 4,7 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 10 mmx2 = 4,7 mmn = 2
ζ =
5.Складна
k1​ = 12k2​ = 10k3​ = 40m = 100 kg

Маса 100 kg висить на пружині k₃ = 40 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 12 kN/m і k₂ = 10 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 100 kgk1 = 12 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 20k2​ = 20m = 20 kg

Маса 20 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 20 kN/m, нижня — k₂ = 20 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

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

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,07 Hz
  2. 2. fn = 15,76 Hz
  3. 3. ζ = 0,5979
  4. 4. ζ = 0,05997
  5. 5. fn = 1,896 Hz
  6. 6. keq = 10 kN/m

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