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​ = 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
2.Легка
k = 40 kN/mm = 15 kgx

Маса 15 kg висить на пружині жорсткістю 40 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 15 kgk = 40 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx20 mm1 цикл10,6 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 20 mm через один цикл іде пік 10,6 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 20 mmx1 = 10,6 mmn = 1
ζ =
4.Середня
tx40 mmЦиклів: 41,9 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 40 mm через 4 циклів іде пік 1,9 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 40 mmx4 = 1,9 mmn = 4
ζ =
5.Складна
k1​ = 100k2​ = 80m = 20 kg

Маса 20 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 100 kN/m, нижня — k₂ = 80 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 20 kgk1 = 100 kN/mk2 = 80 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 10k2​ = 80k3​ = 50m = 50 kg

Маса 50 kg висить на пружині k₃ = 50 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 10 kN/m і k₂ = 80 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 50 kgk1 = 10 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 3,525 Hz
  2. 2. fn = 8,219 Hz
  3. 3. ζ = 0,1005
  4. 4. ζ = 0,1204
  5. 5. fn = 7,503 Hz
  6. 6. fn = 4,035 Hz

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