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 = 50 kN/mm = 10 kgx

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

m = 10 kgk = 50 kN/m
ωn = rad/s
3.Середня
k = 80 kN/mc = 270 N·s/mm = 10 kg

Маса 10 kg спирається на пружину жорсткістю 80 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 270 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 10 kgk = 80 kN/mc = 270 N·s/m
ζ =
4.Середня
k = 20 kN/mζ = 0,5m = 20 kg

Маса 20 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 = 20 kgk = 20 kN/mζ = 0,5
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 50k2​ = 80k3​ = 60m = 100 kg

Маса 100 kg висить на пружині k₃ = 60 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 50 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 = 100 kgk1 = 50 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 80k2​ = 10m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 80 kN/m, нижня — k₂ = 10 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 100 kgk1 = 80 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. ωn = 70,71 rad/s
  3. 3. ζ = 0,1509
  4. 4. fd = 4,359 Hz
  5. 5. fn = 3,225 Hz
  6. 6. fn = 1,501 Hz

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