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 = 40 kN/mm = 50 kgx

Маса 50 kg висить на пружині жорсткістю 40 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну кутову частоту ωn у rad/s.

m = 50 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
3.Середня
tx50 mm1 цикл26,6 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 50 mm через один цикл іде пік 26,6 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 50 mmx1 = 26,6 mmn = 1
ζ =
4.Середня
k = 50 kN/mζ = 0,35m = 80 kg

Маса 80 kg на пружині жорсткістю 50 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,35. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 80 kgk = 50 kN/mζ = 0,35
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 5k2​ = 50m = 10 kg

Маса 10 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 5 kN/m і k₂ = 50 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 10 kgk1 = 5 kN/mk2 = 50 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 10k2​ = 20m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах поруч (паралельно) з жорсткостями k₁ = 10 kN/m і k₂ = 20 kN/m. Маса залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 50 kgk1 = 10 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 7,882 Hz
  2. 2. ωn = 28,28 rad/s
  3. 3. ζ = 0,09994
  4. 4. fd = 3,727 Hz
  5. 5. keq = 55 kN/m
  6. 6. fn = 3,898 Hz

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