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 = 1 kN/mm = 2 kgx

Маса 2 kg висить на пружині жорсткістю 1 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну частоту fn у Hz.

m = 2 kgk = 1 kN/m
fn = Hz
3.Середня
tx25 mmЦиклів: 49,1 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 25 mm через 4 циклів іде пік 9,1 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 25 mmx4 = 9,1 mmn = 4
ζ =
4.Середня
k = 80 kN/mc = 1180 N·s/mm = 12 kg

Маса 12 kg спирається на пружину жорсткістю 80 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 1180 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 12 kgk = 80 kN/mc = 1180 N·s/m
ζ =
5.Складна
k1​ = 100k2​ = 15k3​ = 30m = 50 kg

Маса 50 kg висить на пружині k₃ = 30 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 100 kN/m і k₂ = 15 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 50 kgk1 = 100 kN/mk2 = 15 kN/mk3 = 30 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 40k2​ = 5k3​ = 80m = 5 kg

Маса 5 kg висить на пружині k₃ = 80 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 40 kN/m і k₂ = 5 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 5 kgk1 = 40 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 7,882 Hz
  2. 2. fn = 3,559 Hz
  3. 3. ζ = 0,04018
  4. 4. ζ = 0,6022
  5. 5. fn = 3,472 Hz
  6. 6. fn = 12,08 Hz

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