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​ = 2 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 2 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 = 2 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
kmδst​ = 8 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 8 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 = 8 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
k = 20 kN/mζ = 0,45m = 100 kg

Маса 100 kg на пружині жорсткістю 20 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,45. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 100 kgk = 20 kN/mζ = 0,45
fd = Hz
4.Середня
tx15 mmЦиклів: 24,2 mm

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

x0 = 15 mmx2 = 4,2 mmn = 2
ζ =
5.Складна
k1​ = 15k2​ = 5m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 15 kN/m і k₂ = 5 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 100 kgk1 = 15 kN/mk2 = 5 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 50k2​ = 25m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 50 kN/m, нижня — k₂ = 25 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 100 kgk1 = 50 kN/mk2 = 25 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 11,15 Hz
  2. 2. fn = 5,573 Hz
  3. 3. fd = 2,01 Hz
  4. 4. ζ = 0,1008
  5. 5. keq = 20 kN/m
  6. 6. keq = 16,67 kN/m

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