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​ = 10 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 10 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 = 10 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
kmδst​ = 20 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 20 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 = 20 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
k = 8 kN/mc = 150 N·s/mm = 12 kg

Маса 12 kg спирається на пружину жорсткістю 8 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 150 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 12 kgk = 8 kN/mc = 150 N·s/m
ζ =
4.Середня
k = 20 kN/mζ = 0,5m = 2 kg

Маса 2 kg на пружині жорсткістю 20 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,5. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 2 kgk = 20 kN/mζ = 0,5
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 30k2​ = 30m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 30 kN/m, нижня — k₂ = 30 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 50 kgk1 = 30 kN/mk2 = 30 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 30k2​ = 15m = 20 kg

Маса 20 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 30 kN/m і k₂ = 15 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 20 kgk1 = 30 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,985 Hz
  2. 2. fn = 3,525 Hz
  3. 3. ζ = 0,2421
  4. 4. fd = 13,78 Hz
  5. 5. keq = 15 kN/m
  6. 6. keq = 45 kN/m

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