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
k = 150 kN/mm = 40 kgx

Маса 40 kg висить на пружині жорсткістю 150 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 40 kgk = 150 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx25 mmЦиклів: 415,1 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 25 mm через 4 циклів іде пік 15,1 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 25 mmx4 = 15,1 mmn = 4
ζ =
4.Середня
k = 20 kN/mζ = 0,3m = 20 kg

Маса 20 kg на пружині жорсткістю 20 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,3. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 20 kgk = 20 kN/mζ = 0,3
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 80k2​ = 5k3​ = 30m = 100 kg

Маса 100 kg висить на пружині k₃ = 30 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 80 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 = 100 kgk1 = 80 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 30 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 20k2​ = 100m = 40 kg

Маса 40 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 20 kN/m і k₂ = 100 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 40 kgk1 = 20 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,07 Hz
  2. 2. fn = 9,746 Hz
  3. 3. ζ = 0,02006
  4. 4. fd = 4,801 Hz
  5. 5. fn = 2,37 Hz
  6. 6. fn = 8,717 Hz

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