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​ = 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
2.Легка
k = 200 kN/mm = 80 kgx

Маса 80 kg висить на пружині жорсткістю 200 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 80 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
3.Середня
k = 15 kN/mζ = 0,3m = 2 kg

Маса 2 kg на пружині жорсткістю 15 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,3. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 2 kgk = 15 kN/mζ = 0,3
fd = Hz
4.Середня
k = 80 kN/mc = 320 N·s/mm = 5 kg

Маса 5 kg спирається на пружину жорсткістю 80 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 320 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 5 kgk = 80 kN/mc = 320 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 50k2​ = 20m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 50 kN/m і k₂ = 20 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 50 kgk1 = 50 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 15k2​ = 80m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 15 kN/m і k₂ = 80 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 100 kgk1 = 15 kN/mk2 = 80 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,985 Hz
  2. 2. fn = 7,958 Hz
  3. 3. fd = 13,15 Hz
  4. 4. ζ = 0,253
  5. 5. fn = 5,955 Hz
  6. 6. keq = 95 kN/m

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