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​ = 10 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 10 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 = 10 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.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
3.Середня
tx25 mmЦиклів: 23,7 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 25 mm через 2 циклів іде пік 3,7 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 25 mmx2 = 3,7 mmn = 2
ζ =
4.Середня
tx15 mm1 цикл13,2 mm

Під час випробування вільними коливаннями демпфованої системи маса–пружина за піком переміщення 15 mm через один цикл іде пік 13,2 mm. Знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.

x0 = 15 mmx1 = 13,2 mmn = 1
ζ =
5.Складна
k1​ = 10k2​ = 40m = 50 kg

Маса 50 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 10 kN/m, нижня — k₂ = 40 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 50 kgk1 = 10 kN/mk2 = 40 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 20k2​ = 10k3​ = 10m = 5 kg

Маса 5 kg висить на пружині k₃ = 10 kN/m. Верх k₃ прикріплено до жорсткої балки, що висить на двох пружинах поруч, k₁ = 20 kN/m і k₂ = 10 kN/m; балка залишається горизонтальною. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин та балки. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 5 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 4,985 Hz
  2. 2. fn = 7,882 Hz
  3. 3. ζ = 0,1503
  4. 4. ζ = 0,02034
  5. 5. keq = 8 kN/m
  6. 6. fn = 6,164 Hz

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