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
kmδst​ = 25 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 25 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 = 25 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
k = 8 kN/mc = 100 N·s/mm = 2 kg

Маса 2 kg спирається на пружину жорсткістю 8 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 100 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 2 kgk = 8 kN/mc = 100 N·s/m
ζ =
4.Середня
k = 150 kN/mc = 190 N·s/mm = 25 kg

Маса 25 kg спирається на пружину жорсткістю 150 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 190 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 25 kgk = 150 kN/mc = 190 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 5k2​ = 30m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 5 kN/m, нижня — k₂ = 30 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 100 kgk1 = 5 kN/mk2 = 30 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 100k2​ = 80m = 40 kg

Маса 40 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 100 kN/m, нижня — k₂ = 80 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 40 kgk1 = 100 kN/mk2 = 80 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,07 Hz
  2. 2. fn = 3,153 Hz
  3. 3. ζ = 0,3953
  4. 4. ζ = 0,04906
  5. 5. fn = 1,042 Hz
  6. 6. keq = 44,44 kN/m

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