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
k = 12 kN/mm = 25 kgx

Маса 25 kg висить на пружині жорсткістю 12 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 25 kgk = 12 kN/m
fn = Hz
3.Середня
k = 150 kN/mζ = 0,4m = 40 kg

Маса 40 kg на пружині жорсткістю 150 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,4. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 40 kgk = 150 kN/mζ = 0,4
fd = Hz
4.Середня
k = 2 kN/mc = 170 N·s/mm = 15 kg

Маса 15 kg спирається на пружину жорсткістю 2 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 170 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 15 kgk = 2 kN/mc = 170 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 20k2​ = 60m = 40 kg

Маса 40 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 20 kN/m, нижня — k₂ = 60 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 40 kgk1 = 20 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 60k2​ = 50m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 60 kN/m, нижня — k₂ = 50 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

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

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 11,15 Hz
  2. 2. fn = 3,487 Hz
  3. 3. fd = 8,933 Hz
  4. 4. ζ = 0,4907
  5. 5. keq = 15 kN/m
  6. 6. fn = 3,717 Hz

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