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
k = 80 kN/mm = 150 kgx

Маса 150 kg висить на пружині жорсткістю 80 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну кутову частоту ωn у rad/s.

m = 150 kgk = 80 kN/m
ωn = rad/s
2.Легка
k = 100 kN/mm = 2 kgx

Маса 2 kg висить на пружині жорсткістю 100 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 2 kgk = 100 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx10 mmЦиклів: 26,9 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 10 mm через 2 циклів іде пік 6,9 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 10 mmx2 = 6,9 mmn = 2
ζ =
4.Середня
tx10 mmЦиклів: 44,7 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 10 mm через 4 циклів іде пік 4,7 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 10 mmx4 = 4,7 mmn = 4
ζ =
5.Складна
k1​ = 60k2​ = 5m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 60 kN/m, нижня — k₂ = 5 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 100 kgk1 = 60 kN/mk2 = 5 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 50k2​ = 25m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 50 kN/m, нижня — k₂ = 25 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 100 kgk1 = 50 kN/mk2 = 25 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. ωn = 23,09 rad/s
  2. 2. fn = 35,59 Hz
  3. 3. ζ = 0,02952
  4. 4. ζ = 0,03003
  5. 5. fn = 1,081 Hz
  6. 6. fn = 2,055 Hz

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