动力学:速成包

公式表、每个专题的关键方法步骤和 20 道练习题,完整解答附在最后。

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1公式与方法

运动学

速度
v = v0 + a·t
位移
s = v0·t + ½·a·t²
不含时间
v² = v0² + 2·a·s
单位
1 m/s = 3.6 km/h

方法

  1. 列出已知量:v₀、v、a、t 和 s,并带上单位。
  2. 选取包含三个已知量和该未知量的公式。
  3. 选定一个正方向,相反方向的量取负号。
  4. 求解并检查答案在物理上是否合理。

牛顿定律

第二定律
ΣF = m·a
重力
W = m·g
动摩擦
Ff = μ·N
斜面上
沿斜面:m·g·sin θ, 垂直斜面:m·g·cos θ

方法

  1. 画出物体所受全部力的受力图。
  2. 沿运动方向选定正方向。
  3. 把力分解为沿运动方向和垂直于运动方向的分量(斜面上:沿斜面 m·g·sin θ,垂直压向斜面 m·g·cos θ)。
  4. 沿运动方向应用 ΣF = m·a;摩擦力为 μ·N,方向与运动相反。

抛体运动

分量
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
位置
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
最大高度
H = h + vy²/(2g)
射程(水平地面)
R = v0²·sin 2θ/g

方法

  1. 把初速度分解为分量:vx = v₀·cos θ,vy = v₀·sin θ。
  2. 水平方向为匀速运动;竖直方向的加速度为 −g。
  3. 由竖直方向的运动求飞行时间。
  4. 把该时间代入水平运动求射程。

圆周运动

向心加速度
a = v²/r = ω²·r
向心力
F = m·v²/r
角速度
ω = v/r = 2π/T
水平弯道,摩擦
vmax = √(μ·g·r)

功和能

动能
Ek = ½mv²
势能
Ep = mgh
能量衡算
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
摩擦力做功
W = μ·N·d
功率
P = W/t

动量与碰撞

动量
p = m·v
守恒
Σm·v (before) = Σm·v (after)
完全非弹性
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
冲量
J = F·Δt = m·Δv

方法

  1. 选定正方向,并给每个速度标上符号。
  2. 写出碰撞前的总动量:Σm·v。
  3. 完全非弹性碰撞后物体一起运动;弹性碰撞中动能也守恒。
  4. 令碰撞前动量等于碰撞后动量并求解。

刚体转动

对质心 G 的转动惯量
杆 mL²/12,圆盘 ½mR²,圆环 mR²,实心球 (2/5)mR²,空心球 (2/3)mR²
平行移轴定理
I = IG + m·d²
回转半径
I = m·k²
杆绕端点
I = mL²/3
运动方程
ΣM = I·α
以 rad/s 表示的转速
ω = 2π·n/60
动能
E = ½·I·ω²
功和功率
W = T·θ, P = T·ω
无滑动滚动
v = ω·r, E = ½mv²(1 + I/(mr²)), a = g·sin θ/(1 + I/(mr²))
角动量
L = I·ω, I1ω1 = I2ω2
绕枢轴的撞击
m·v·d = I·ω

方法

  1. 选择轴:固定的枢轴,或者对滚动的物体选质心。
  2. 用标准结果求出对该轴的转动惯量,转轴平移时用 I = IG + m·d²。
  3. 选择方法:求加速度和力用 ΣM = I·α,求速度用能量(½·I·ω² + ½·m·v² + m·g·h),求撞击和突然变化用角动量。
  4. 用 v = ω·r 和 a = α·r 联系线运动和角运动,并把 rpm 换算成 rad/s。

齿轮与齿轮系

啮合齿轮
n1·N1 = n2·N2
扭矩
T2 = T1·(N2/N1)·η
功率
P = T·ω, ω = 2π·n/60
复合轮系
总传动比 = 各级传动比之积

弹簧与单摆

弹簧振子
T = 2π·√(m/k)
单摆
T = 2π·√(L/g)
角频率
ω = √(k/m) = 2π/T
最大速度和最大加速度
vmax = A·ω, amax = A·ω²
能量
E = ½·k·A²

机械振动

固有频率
ωn = √(k/m), fn = ωn/(2π)
由静挠度求
ωn = √(g/δst)
临界阻尼
cc = 2√(km) = 2mωn
阻尼比
ζ = c/cc
阻尼固有频率
ωd = ωn√(1 − ζ²)
对数衰减率
δ = (1/n)·ln(x0/xn), ζ = δ/√(4π² + δ²)
弹簧并联
k = k1 + k2
弹簧串联
1/k = 1/k1 + 1/k2

2练习题

1.运动学中等
t (s)v (m/s)t = ?13.89

一辆以 50 km/h 行驶的汽车以 7.5 m/s² 的恒定减速度制动,直到停下。 制动需要多长时间?求 t。

v₀ = 50 km/ha = −7.5 m/s²v = 0
t = s
2.运动学困难
AB: 26 m/s60 m

球 A 从 60 m 高处由静止释放。同一时刻,球 B 从正下方的地面以 26 m/s 竖直上抛。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。 两球何时相遇?求 t。

H = 60 mv0B = 26 m/sg = 9.81 m/s²
t = s
3.牛顿定律中等
θ = 35°a = ?m = 6 kg

一个 6 kg 的物块沿倾角为 35° 的斜面下滑。动摩擦因数为 0.15。 取 g = 9.81 m/s²。求物块沿斜面的加速度 a。

m = 6 kgθ = 35°μ = 0.15g = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.牛顿定律困难
m1​ = 5.5 kg8.5 kgθ = 20°

倾角为 20° 的斜面上有一个 5.5 kg 的物块,它通过一根跨过斜面顶端无摩擦滑轮的轻绳与一个悬挂的 8.5 kg 物体相连。悬挂物向下运动。 斜面无摩擦。 取 g = 9.81 m/s²。 求绳中的张力 T。

m1 = 5.5 kgm2 = 8.5 kgθ = 20°μ = 0g = 9.81 m/s²
T = N
5.抛体运动中等
22 my = ?v0​ = 20 m/s65°

一个球从水平地面以 20 m/s、与水平方向成 65° 的角度朝 22 m 外的一面墙踢出。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。球经过墙时的高度 y 是多少?

v₀ = 20 m/sθ = 65°x = 22 mg = 9.81 m/s²
y = m
6.抛体运动困难
h = 25 mv0​ = 34 m/s40°v = ?

一个球从 25 m 高的悬崖顶部以 34 m/s、与水平方向成 40° 的角度抛出。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。 求它落地时的速度 v。

v₀ = 34 m/sθ = 40°h = 25 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
7.圆周运动中等
r = 3 mn = ?

在游乐场的转筒中,乘客背靠在半径为 3 m 的竖直圆筒壁上。圆筒转得足够快时,底板下降,靠摩擦力托住乘客。静摩擦因数为 0.3。取 g = 9.81 m/s²。 求最小转速 n,以每分钟转数表示。

r = 3 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
n = rpm
8.圆周运动困难
r = 0.6 mv = ?

一个小球系在长 0.6 m 的绳上,在竖直平面内做圆周运动。取 g = 9.81 m/s²。在最高点处,速度至少为多少 vmin 才能使绳子恰好保持绷紧?

r = 0.6 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
9.功和能中等
35°d = 4 mμ = 0.35

一个 4 kg 的物块沿倾角 35° 的斜面下滑 4 m,动摩擦因数为 0.35。求克服摩擦做的功 Wf。

m = 4 kgθ = 35°μ = 0.35d = 4 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
10.功和能困难
h = 4.5 mL = 1 mμ = 0.2k = 2500 N/m

一个 5 kg 的物块从光滑坡道上 4.5 m 高处由静止释放。到达底部后,它通过一段长 1 m 的粗糙水平段(μ = 0.2),然后在光滑表面上撞上一根弹簧(k = 2500 N/m)。 求物块到达弹簧时的速度 v。

m = 5 kgh = 4.5 mL = 1 mμ = 0.2k = 2500 N/mg = 9.81 m/s²
v = m/s
11.动量与碰撞中等
2.5 kgv = ?8 gh = 4 cm

一颗 8 g 的子弹水平射入一个用轻绳悬挂的 2.5 kg 木块,并留在其中。木块摆起,直到比初始位置高 4 cm。取 g = 9.81 m/s²。求子弹撞击前的速度 v。

m = 8 gM = 2.5 kgh = 4 cmg = 9.81 m/s²
v = m/s
12.动量与碰撞困难
8 m/s19 m/s

一个 0.5 kg 的小球以 8 m/s 撞到墙上,并以 19 m/s 沿原路弹回。接触时间为 40 ms。 求墙对小球的平均作用力 Favg。

m = 0.5 kgvin = 8 m/svout = 19 m/sΔt = 40 ms
Favg = N
13.刚体转动中等
n = 1100 rpmTb​ = 145 N·mI = 27.5 kg·m²

转动惯量为 27.5 kg·m² 的飞轮以 1100 rpm 转动。制动器施加 145 N·m 的恒定摩擦转矩。 它需要多长时间 t 才能停下?

I = 27.5 kg·m²n = 1100 rpmTb = 145 N·m
t = s
14.刚体转动困难
160 m/s35 g0.63 mL = 1.2 m4.5 kgφ

质量为 4.5 kg、长为 1.2 m 的均匀细杆,从无摩擦的上端枢轴处静止悬挂。一颗 35 g 的子弹以 160 m/s 的速度水平击中杆上枢轴下方 0.63 m 处并留在杆中。 取 g = 9.81 m/s²。求杆摆动偏离竖直方向的最大角度 φ。

M = 4.5 kgL = 1.2 mm = 35 gv = 160 m/sd = 0.63 mg = 9.81 m/s²
φ = °
15.齿轮与齿轮系中等
N1​ = 18N2​ = 60

一台 15 kW 的电动机以 1450 rpm 运转,驱动一个齿数为 18 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 60 的大齿轮啮合。 该齿轮副的效率为 96%。 求齿轮轴上的输出扭矩 T2。

P = 15 kWn1 = 1450 rpmN1 = 18N2 = 60η = 96%
T2 = N·m
16.齿轮与齿轮系困难
A = 60B = 80C = 16D = 18

在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(60 齿)以 1500 rpm 转动,驱动齿轮 B(80 齿)。齿轮 C(16 齿)与 B 固定在同一根轴上,驱动输出轴上的齿轮 D(18 齿)。求输出转速 nout。

nin = 1500 rpmA = 60B = 80C = 16D = 18
nout = rpm
17.弹簧与单摆中等
L = 1.6 mT = 2.67 s

一名宇航员在另一颗行星上发现,一个长 1.6 m 的单摆在小幅摆动时周期为 2.67 s。求该行星上的重力加速度 g。

L = 1.6 mT = 2.67 s
g = m/s²
18.弹簧与单摆困难
2.8 kgk = 400 N/m

把一个 2.8 kg 的物体挂在一根 k = 400 N/m、处于原长的竖直弹簧下端,然后由静止释放。取 g = 9.81 m/s²。 求弹簧的最大伸长量 xmax,以 cm 表示。

m = 2.8 kgk = 400 N/mg = 9.81 m/s²
xmax = cm
19.机械振动中等
k = 200 kN/mζ = 0.6m = 10 kg

一个 10 kg 的质量块挂在刚度为 200 kN/m 的弹簧上,黏性阻尼器使阻尼比为 0.6。求其自由振动的有阻尼固有频率 fd,以 Hz 计。

m = 10 kgk = 200 kN/mζ = 0.6
fd = Hz
20.机械振动困难
k1​ = 30k2​ = 25k3​ = 20m = 100 kg

一个 100 kg 的质量块悬挂在弹簧 k₃ = 20 kN/m 上。k₃ 的上端连接在一根刚性杆上,该杆由并排的两根弹簧 k₁ = 30 kN/m 和 k₂ = 25 kN/m 悬挂;杆保持水平。 忽略阻尼以及弹簧和杆的质量。求竖向振动的固有频率 fn,以 Hz 计。

m = 100 kgk1 = 30 kN/mk2 = 25 kN/mk3 = 20 kN/m
fn = Hz

3溶液

1.运动学

答案: t = 1.852 s

匀变速直线运动:v = v₀ + a·t,s = v₀·t + ½·a·t²,v² = v₀² + 2·a·s。选择包含三个已知量和一个待求量的那个方程,并按同一个正方向统一符号。

单位

v₀ = 50/3.6 = 13.89 m/s

制动时间

0 = v₀ − a·t → t = v₀/a = 13.89/7.5 = 1.852 s

答案

t = 1.852 s
2.运动学

答案: t = 2.308 s

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

相遇时间

向上为正,地面为 y = 0。

60 − ½g·t² = 26·t − ½g·t² → t = 60/26 = 2.308 s

答案

t = 2.308 s
3.牛顿定律

答案: a = 4.421 m/s²

牛顿第二定律:物体所受的合力等于其质量乘以加速度,ΣF = m·a。画出受力图,沿运动方向选定正方向,把该方向上的所有力相加:外加的力、与运动方向相反的摩擦力 μ·N,以及重力的分力。

沿斜面方向的力

沿斜面向下为正。

m·a = m·g·sin θ − μ·m·g·cos θ

加速度

a = 9.81·(sin 35° − 0.15·cos 35°) = 9.81·(0.5736 − 0.1229) = 4.421 m/s²

答案

a = 4.421 m/s²
4.牛顿定律

答案: T = 43.96 N

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

沿绳子方向的力

m₂·g = 83.39 N
m₁·g·sin θ = 18.45 N
μ·m₁·g·cos θ = 0 N

系统的加速度

a = (83.39 − 18.45 − 0)/14 = 4.638 m/s²

由悬挂物求拉力

m2·g − T = m2·a → T = 8.5·(9.81 − 4.638) = 43.96 N

答案

T = 43.96 N
5.抛体运动

答案: y = 13.95 m

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

到达墙的时间

vx = 20·cos 65° = 8.452 m/s
t = x/vx = 22/8.452 = 2.603 s

此时的高度

y = 18.13·2.603 − ½·9.81·2.603² = 13.95 m

答案

y = 13.95 m

球到达墙时已经在下落。

6.抛体运动

答案: v = 40.58 m/s

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

分解初速度

vx = 34·cos 40° = 26.05 m/s
vy0 = 34·sin 40° = 21.85 m/s

落地时的竖直速度

用能量,或在竖直方向用 v² = v₀² + 2as。

vy = √(21.85² + 2·9.81·25) = 31.11 m/s

落水速度

v = √(26.05² + 31.11²) = 40.58 m/s

答案

v = 40.58 m/s

用能量校核:v² = v₀² + 2gh。

7.圆周运动

答案: n = 31.53 rpm

Uniform circular motion: an object moving at speed v on a circle of radius r accelerates towards the centre with a = v²/r, so it needs a net inward force F = m·v²/r. That force is supplied by something real: friction, tension, gravity or a normal force.

乘客受到的力

N = m·ω²·r
μ·N = m·g → μ·ω²·r = g

角速度

ω = √(g/(μ·r)) = √(9.81/(0.3·3)) = 3.302 rad/s

转速

n = ω·60/(2π) = 31.53 rpm

答案

n = 31.53 rpm
8.圆周运动

答案: vmin = 2.426 m/s

匀速圆周运动:物体以速率 v 在半径为 r 的圆周上运动时,具有指向圆心的加速度 a = v²/r,因此需要指向圆心的合力 F = m·v²/r。这个力必须由真实的力提供:摩擦力、张力、重力或支持力。

最高点张力为零

m·g = m·v²/r → v = √(g·r) = √(9.81·0.6) = 2.426 m/s

答案

vmin = 2.426 m/s
9.功和能

答案: Wf = 45 J

动能定理:动能的变化等于所有力做的功。把重力和弹簧写成势能(mgh 和 ½kx²)后得到能量衡算:初始能量 = 终了能量 + 摩擦损失的能量 (μN·d)。

摩擦力

N = mg·cos θ = 39.24·0.8192 = 32.14 N
F = μN = 0.35·32.14 = 11.25 N

克服摩擦做的功

Wf = F·d = 11.25·4 = 45 J

答案

Wf = 45 J
10.功和能

答案: v = 9.185 m/s

动能定理:动能的变化等于所有力做的功。把重力和弹簧写成势能(mgh 和 ½kx²)后得到能量衡算:初始能量 = 终了能量 + 摩擦损失的能量 (μN·d)。

通过粗糙段后剩余的能量

坡道光滑,只有粗糙段消耗能量。

mgh − μmgL = 49.05·(4.5 − 0.2·1) = 210.9 J

到达弹簧时的速度

½mv² = mg(h − μL) → v = √(2g(h − μL)) = √(2·9.81·4.3) = 9.185 m/s

答案

v = 9.185 m/s
11.动量与碰撞

答案: v = 277.7 m/s

Conservation of momentum: when no external force acts during a collision, the total momentum Σm·v before equals the total after. Velocities have a direction, so pick a positive direction and give velocities the other way a minus sign. In an elastic collision kinetic energy is conserved too; in a perfectly inelastic one the bodies stick together.

撞击后的摆动

V = √(2·g·h) = √(2·9.81·0.04) = 0.8859 m/s

碰撞

m·v = (m + M)·V → v = (0.008 + 2.5)·0.8859/0.008 = 277.7 m/s

答案

v = 277.7 m/s
12.动量与碰撞

答案: Favg = 337.5 N

动量守恒:碰撞过程中若没有外力作用,碰撞前的总动量 Σm·v 等于碰撞后的总动量。速度有方向,所以要选定正方向,反方向的速度取负号。弹性碰撞中动能也守恒;完全非弹性碰撞中物体粘在一起运动。

动量的变化量

J = m·Δv = 0.5·(19 + 8) = 13.5 N·s

平均作用力

Favg = J/Δt = 13.5/0.04 = 337.5 N

答案

Favg = 337.5 N
13.刚体转动

答案: t = 21.85 s

Rotation about a fixed axis: the sum of the moments about the axis equals I·α (ΣM = I·α), just as ΣF = m·a for translation. In energy form, a torque T turning through an angle θ (in radians) does work T·θ, which changes the kinetic energy ½·I·ω²; gravity adds or removes m·g·Δh of the centre of mass. Power is P = T·ω.

角速度

ω = 2π·1100/60 = 115.2 rad/s

减速度和时间

α = Tb/I = 145/27.5 = 5.273 rad/s²
t = ω/α = 115.2/5.273 = 21.85 s

答案

t = 21.85 s
14.刚体转动

答案: φ = 26.77 °

Rolling and angular momentum: a body rolling without slipping has v = ω·r, so its kinetic energy is ½·m·v² + ½·I·ω² = ½·m·v²·(1 + I/(m·r²)). Down a slope that gives a = g·sin θ/(1 + I/(m·r²)). When no external moment acts about an axis, the angular momentum about that axis stays constant, I₁·ω₁ = I₂·ω₂, even if kinetic energy is lost.

撞击后的转动惯量

I = M·L²/3 + m·d² = 4.5·1.2²/3 + 0.035·0.63² = 2.174 kg·m²

对枢轴的角动量

枢轴力通过枢轴,所以撞击期间它对枢轴没有力矩。

m·v·d = I·ω → ω = 0.035·160·0.63/2.174 = 1.623 rad/s

摆动过程中的能量

½·I·ω² = ½·2.174·1.623² = 2.863 J
(M·g·L/2 + m·g·d)·(1 − cos φ) = 26.7·(1 − cos φ)
cos φ = 1 − 2.863/26.7 = 0.8928 → φ = 26.77°

答案

φ = 26.77°
15.齿轮与齿轮系

答案: T2 = 316.1 N·m

齿轮系:相互啮合的齿轮在轮齿处的线速度相同,所以 n₁·N₁ = n₂·N₂:齿数较少的齿轮转得更快。装在同一根轴上的齿轮转速相同。功率被传递下去(扣除损失),所以转速降低时扭矩增大:T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η,且 P = T·ω,其中 ω = 2π·n/60。

电动机扭矩

ω₁ = 2π·1450/60 = 151.8 rad/s
T1 = P/ω₁ = 15000/151.8 = 98.79 N·m

输出扭矩

T2 = 98.79·60/18·0.96 = 316.1 N·m

答案

T2 = 316.1 N·m
16.齿轮与齿轮系

答案: nout = 1000 rpm

齿轮系:相互啮合的齿轮在轮齿处的线速度相同,所以 n₁·N₁ = n₂·N₂:齿数较少的齿轮转得更快。装在同一根轴上的齿轮转速相同。功率被传递下去(扣除损失),所以转速降低时扭矩增大:T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η,且 P = T·ω,其中 ω = 2π·n/60。

第一级

nB = 1500·60/80 = 1125 rpm = nC

第二级

nout = 1125·16/18 = 1000 rpm

答案

nout = 1000 rpm

总传动比 = 1.5 : 1

17.弹簧与单摆

答案: g = 8.86 m/s²

Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².

求 g

g = 4π²·L/T² = 4π²·1.6/2.67² = 8.86 m/s²

答案

g = 8.86 m/s²
18.弹簧与单摆

答案: xmax = 13.73 cm

Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².

平衡位置和振幅

x₀ = m·g/k = 2.8·9.81/400 = 0.06867 m = A

最低点

xmax = 2A = 0.1373 m = 13.73 cm

答案

xmax = 13.73 cm
19.机械振动

答案: fd = 18.01 Hz

质量–弹簧系统的自由振动:无阻尼固有角频率为 ωn = √(k/m)(rad/s),fn = ωn/(2π)(Hz)。黏性阻尼器 c 给出阻尼比 ζ = c/cc,其中临界阻尼 cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn。欠阻尼系统(ζ < 1)以 ωd = ωn·√(1 − ζ²) 振荡。并联弹簧刚度相加,k = k₁ + k₂;串联弹簧按倒数相加,1/k = 1/k₁ + 1/k₂。

无阻尼固有频率

ωn = √(200000/10) = 141.4 rad/s
fn = 141.4/(2π) = 22.51 Hz

有阻尼固有频率

fd = fn·√(1 − ζ²) = 22.51·√(1 − 0.6²) = 18.01 Hz

答案

fd = 18.01 Hz
20.机械振动

答案: fn = 1.927 Hz

质量–弹簧系统的自由振动:无阻尼固有角频率为 ωn = √(k/m)(rad/s),fn = ωn/(2π)(Hz)。黏性阻尼器 c 给出阻尼比 ζ = c/cc,其中临界阻尼 cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn。欠阻尼系统(ζ < 1)以 ωd = ωn·√(1 − ζ²) 振荡。并联弹簧刚度相加,k = k₁ + k₂;串联弹簧按倒数相加,1/k = 1/k₁ + 1/k₂。

等效刚度

只有 k1 和 k2 是并联的。这一对与 k3 串联,所以要按倒数组合。

k12 = 30 + 25 = 55 kN/m
keq = 55·20/(55 + 20) = 14.67 kN/m

固有频率

ωn = √(14667/100) = 12.11 rad/s
fn = 12.11/(2π) = 1.927 Hz

答案

fn = 1.927 Hz

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