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​ = 25 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 25 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 = 25 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
kmδst​ = 5 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 5 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 = 5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
tx10 mmЦиклів: 31 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 10 mm через 3 циклів іде пік 1 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 10 mmx3 = 1 mmn = 3
ζ =
4.Середня
k = 12 kN/mζ = 0,7m = 40 kg

Маса 40 kg на пружині жорсткістю 12 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,7. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 40 kgk = 12 kN/mζ = 0,7
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 60k2​ = 60m = 100 kg

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

m = 100 kgk1 = 60 kN/mk2 = 60 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 15k2​ = 40k3​ = 10m = 40 kg

Маса 40 kg висить на пружині k₃ = 10 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 15 kN/m і k₂ = 40 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 40 kgk1 = 15 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 3,153 Hz
  2. 2. fn = 7,05 Hz
  3. 3. ζ = 0,1213
  4. 4. fd = 1,969 Hz
  5. 5. fn = 2,757 Hz
  6. 6. fn = 2,315 Hz

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