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 = 10 kN/mm = 50 kgx

Маса 50 kg висить на пружині жорсткістю 10 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну кутову частоту ωn у rad/s.

m = 50 kgk = 10 kN/m
ωn = rad/s
3.Середня
k = 25 kN/mζ = 0,4m = 20 kg

Маса 20 kg на пружині жорсткістю 25 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,4. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 20 kgk = 25 kN/mζ = 0,4
fd = Hz
4.Середня
k = 150 kN/mc = 180 N·s/mm = 8 kg

Маса 8 kg спирається на пружину жорсткістю 150 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 180 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 8 kgk = 150 kN/mc = 180 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 25k2​ = 15m = 20 kg

Маса 20 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 25 kN/m, нижня — k₂ = 15 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 20 kgk1 = 25 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 80k2​ = 12m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 80 kN/m і k₂ = 12 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 100 kgk1 = 80 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. ωn = 14,14 rad/s
  3. 3. fd = 5,157 Hz
  4. 4. ζ = 0,08216
  5. 5. keq = 9,375 kN/m
  6. 6. fn = 4,827 Hz

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