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​ = 4 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 4 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 = 4 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
k = 200 kN/mm = 40 kgx

Маса 40 kg висить на пружині жорсткістю 200 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 40 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx25 mmЦиклів: 211,7 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 25 mm через 2 циклів іде пік 11,7 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 25 mmx2 = 11,7 mmn = 2
ζ =
4.Середня
k = 80 kN/mζ = 0,4m = 25 kg

Маса 25 kg на пружині жорсткістю 80 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,4. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 25 kgk = 80 kN/mζ = 0,4
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 10k2​ = 80m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 10 kN/m і k₂ = 80 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 50 kgk1 = 10 kN/mk2 = 80 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 12k2​ = 10m = 5 kg

Маса 5 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 12 kN/m і k₂ = 10 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 5 kgk1 = 12 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 7,882 Hz
  2. 2. fn = 11,25 Hz
  3. 3. ζ = 0,06031
  4. 4. fd = 8,252 Hz
  5. 5. fn = 6,752 Hz
  6. 6. keq = 22 kN/m

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