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​ = 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
2.Легка
k = 8 kN/mm = 5 kgx

Маса 5 kg висить на пружині жорсткістю 8 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 5 kgk = 8 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx50 mmЦиклів: 430,2 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 50 mm через 4 циклів іде пік 30,2 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 50 mmx4 = 30,2 mmn = 4
ζ =
4.Середня
k = 8 kN/mc = 130 N·s/mm = 80 kg

Маса 80 kg спирається на пружину жорсткістю 8 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 130 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 80 kgk = 8 kN/mc = 130 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 5k2​ = 50m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 5 kN/m, нижня — k₂ = 50 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

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

Маса 50 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 60 kN/m і k₂ = 5 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

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

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. fn = 6,366 Hz
  3. 3. ζ = 0,02006
  4. 4. ζ = 0,08125
  5. 5. fn = 1,517 Hz
  6. 6. fn = 5,738 Hz

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