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​ = 12 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 12 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 = 12 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
k = 50 kN/mm = 25 kgx

Маса 25 kg висить на пружині жорсткістю 50 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 25 kgk = 50 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx15 mmЦиклів: 42 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 15 mm через 4 циклів іде пік 2 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 15 mmx4 = 2 mmn = 4
ζ =
4.Середня
k = 40 kN/mζ = 0,6m = 250 kg

Маса 250 kg на пружині жорсткістю 40 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,6. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 250 kgk = 40 kN/mζ = 0,6
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 50k2​ = 10m = 40 kg

Маса 40 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 50 kN/m, нижня — k₂ = 10 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 40 kgk1 = 50 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 60k2​ = 5k3​ = 100m = 50 kg

Маса 50 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 = 5 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 50 kgk1 = 60 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 100 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,551 Hz
  2. 2. fn = 7,118 Hz
  3. 3. ζ = 0,07991
  4. 4. fd = 1,611 Hz
  5. 5. fn = 2,297 Hz
  6. 6. fn = 4,467 Hz

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