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​ = 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
2.Легка
kmδst​ = 15 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 15 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 = 15 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Середня
k = 40 kN/mc = 280 N·s/mm = 12 kg

Маса 12 kg спирається на пружину жорсткістю 40 kN/m і в’язкий демпфер з коефіцієнтом опору 280 N·s/m. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

m = 12 kgk = 40 kN/mc = 280 N·s/m
ζ =
4.Середня
tx15 mmЦиклів: 40,7 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 15 mm через 4 циклів іде пік 0,7 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 15 mmx4 = 0,7 mmn = 4
ζ =
5.Складна
k1​ = 20k2​ = 100m = 10 kg

Маса 10 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 20 kN/m, нижня — k₂ = 100 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 10 kgk1 = 20 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz
6.Складна
k1​ = 80k2​ = 15m = 100 kg

Маса 100 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 80 kN/m, нижня — k₂ = 15 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 100 kgk1 = 80 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 7,05 Hz
  2. 2. fn = 4,07 Hz
  3. 3. ζ = 0,2021
  4. 4. ζ = 0,121
  5. 5. fn = 6,497 Hz
  6. 6. keq = 12,63 kN/m

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