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​ = 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
2.Легка
k = 150 kN/mm = 80 kgx

Маса 80 kg висить на пружині жорсткістю 150 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну кутову частоту ωn у rad/s.

m = 80 kgk = 150 kN/m
ωn = rad/s
3.Середня
k = 80 kN/mc = 1200 N·s/mm = 50 kg

Маса 50 kg спирається на пружину жорсткістю 80 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 1200 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 50 kgk = 80 kN/mc = 1200 N·s/m
ζ =
4.Середня
tx40 mmЦиклів: 511,4 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 40 mm через 5 циклів іде пік 11,4 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 40 mmx5 = 11,4 mmn = 5
ζ =
5.Складна
k1​ = 10k2​ = 12m = 40 kg

Маса 40 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 10 kN/m, нижня — k₂ = 12 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 40 kgk1 = 10 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 25k2​ = 5m = 5 kg

Маса 5 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 25 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 = 25 kN/mk2 = 5 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 15,76 Hz
  2. 2. ωn = 43,3 rad/s
  3. 3. ζ = 0,3
  4. 4. ζ = 0,03992
  5. 5. fn = 1,859 Hz
  6. 6. fn = 12,33 Hz

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