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 = ?10

一辆以 36 km/h 行驶的汽车以 8 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 = 36 km/ha = −8 m/s²v = 0
t = s
2.运动学困难
d = ?

一块石头由静止释放落入井中。释放后 2.7 s 听到落水声。声速为 343 m/s;忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。求井的深度 d。

ttotal = 2.7 svsound = 343 m/sg = 9.81 m/s²
d = m
3.牛顿定律中等
8 kg7 kg

质量为 8 kg 和 7 kg 的两个物体用轻绳相连,分别悬挂在一个轻质无摩擦滑轮的两侧。系统由静止释放。取 g = 9.81 m/s²。 求物体的加速度 a。

m1 = 8 kgm2 = 7 kgg = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.牛顿定律困难
10 kg5 kgTF = 85 Nμ = 0.25

水平地面上的两个物块由一根水平轻绳相连。一个 85 N 的水平力拉前面 5 kg 的物块;10 kg 的物块被拖在后面。两个物块的动摩擦因数均为 0.25。取 g = 9.81 m/s²。 求连接绳中的拉力 T。

m1 = 10 kgm2 = 5 kgF = 85 Nμ = 0.25g = 9.81 m/s²
T = N
5.抛体运动中等
v0​ = 26 m/s20°射程H = ?

一个球 从平地上以高于水平面 20° 的角度抛出。忽略空气阻力。求球达到的最大高度 H。

v0 = 26 m/sθ = 20°g = 9.81 m/s²
H = m
6.抛体运动困难
4 mv0​ = 34 m/s50°x = ?

一个球从地面以 34 m/s、与水平方向成 50° 的角度抛出。它在下落途中落在一栋 4 m 高的建筑的平屋顶上。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。求从抛出点到落点的水平距离 x。

v₀ = 34 m/sθ = 50°hroof = 4 mg = 9.81 m/s²
x = m
7.圆周运动中等
r = 140 mvmax​ = ?

一辆汽车通过半径为 140 m 的水平弯道。轮胎与路面之间的静摩擦因数为 0.8。取 g = 9.81 m/s²。求汽车不打滑地通过弯道的最大速度 vmax。

r = 140 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
8.圆周运动困难
θ = 30°指向圆心vmin​ = ?

一个半径为 240 m 的弯道倾斜 30°,轮胎与路面之间的静摩擦因数为 0.25。取 g = 9.81 m/s²。 求汽车通过弯道而不沿坡面向下滑的最低速度 vmin。

r = 240 mθ = 30°μs = 0.25g = 9.81 m/s²
vmin = m/s
9.功和能中等
0.1 kgk = 1000 N/mh = ?

一个玩具发射器有一根刚度为 1000 N/m 的竖直弹簧。把一个 0.1 kg 的球放在上面,将弹簧压缩 2 cm,然后释放。忽略空气阻力和弹簧质量,求球上升的高度 h,从弹簧压缩时球的位置量起。

m = 0.1 kgk = 1000 N/mx = 2 cmg = 9.81 m/s²
h = m
10.功和能困难
2 kg3 kgμ = 0.4d = 1.5 m

一个 2 kg 的物块放在粗糙的水平桌面上(μ = 0.4)。一根轻绳从它出发,跨过桌边的光滑滑轮,连接一个悬挂的 3 kg 物块。系统由静止释放。求悬挂物块下降 1.5 m 后两物块的速度 v。

m1 = 2 kgm2 = 3 kgμ = 0.4d = 1.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
11.动量与碰撞中等
1700 kg6 m/s600 kg

一辆以 6 m/s 行驶的 1700 kg 汽车撞上一辆静止的 600 kg 汽车,两车卡在一起。 原有动能损失了百分之多少 ΔK/K?

m1 = 1700 kgv1 = 6 m/sm2 = 600 kgv2 = 0
ΔK/K = %
12.动量与碰撞困难
1400 kgv1​ = ?1800 kg

一辆 1400 kg 的汽车撞上一辆停放的 1800 kg 汽车。两车残骸卡在一起,滑行 15 m 后停止。轮胎与路面之间的动摩擦因数为 0.6。取 g = 9.81 m/s²。求碰撞前瞬间第一辆汽车的速度 v1。

m1 = 1400 kgm2 = 1800 kgd = 15 mμ = 0.6g = 9.81 m/s²
v1 = m/s
13.刚体转动中等
v = ?L = 1.4 mm = 3 kg

质量为 3 kg、长为 1.4 m 的均匀细杆一端铰接,在水平位置从静止释放。 忽略摩擦,取 g = 9.81 m/s²。 求杆摆过竖直位置时自由端的速度 v。

m = 3 kgL = 1.4 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
14.刚体转动困难
8.5 m/sω

一个质量为 15.5 kg 的薄圆环以 8.5 m/s 的速度无滑动地滚动。 求它的总动能 Ek。

m = 15.5 kgv = 8.5 m/sI = m·r²
Ek = J
15.齿轮与齿轮系中等
d1​ = 200 mmd2​ = 300 mm1440 rpmT1​ = 1000 NT2​ = 250 NP = ?

一条皮带绕在一个以 1440 rpm 转动、直径 200 mm 的主动轮上。紧边张力为 1000 N,松边张力为 250 N。求传递的功率 P,单位 kW。

d1 = 200 mmn1 = 1440 rpmT1 = 1000 NT2 = 250 N
P = kW
16.齿轮与齿轮系困难
A = 30B = 40C = 24D = 40

在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(30 齿)以 2900 rpm 转动,驱动齿轮 B(40 齿)。齿轮 C(24 齿)与 B 固定在同一根轴上,驱动输出轴上的齿轮 D(40 齿)。求输出转速 nout。

nin = 2900 rpmA = 30B = 40C = 24D = 40
nout = rpm
17.弹簧与单摆中等
L = 2.7 m

一个单摆的摆长为 2.7 m。取 g = 9.81 m/s²。求小角度摆动时的周期 T。

L = 2.7 mg = 9.81 m/s²
T = s
18.弹簧与单摆困难
t (s)x (cm)t = ?11.7

一个物体做简谐振动,周期为 3.3 s,振幅为 13 cm。 它从最大位移 13 cm 处运动到位移 11.7 cm 处所需的最短时间 t 是多少?

T = 3.3 sA = 13 cmx = 11.7 cm
t = s
19.机械振动中等
k = 20 kN/mζ = 0.45m = 50 kg

一个 50 kg 的质量块挂在刚度为 20 kN/m 的弹簧上,黏性阻尼器使阻尼比为 0.45。求其自由振动的有阻尼固有频率 fd,以 Hz 计。

m = 50 kgk = 20 kN/mζ = 0.45
fd = Hz
20.机械振动困难
k1​ = 5k2​ = 15k3​ = 80m = 100 kg

一个 100 kg 的质量块悬挂在弹簧 k₃ = 80 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 = 5 kN/m 和 k₂ = 15 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 = 5 kN/mk2 = 15 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz

3溶液

1.运动学

答案: t = 1.25 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 = 36/3.6 = 10 m/s

制动时间

0 = v₀ − a·t → t = v₀/a = 10/8 = 1.25 s

答案

t = 1.25 s
2.运动学

答案: d = 33.24 m

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.

时间的两部分

½·9.81·t₁² = 343·(2.7 − t₁)
4.905·t₁² + 343·t₁ − 926.1 = 0

下落时间

只有正根有物理意义。

t₁ = (−343 + √(343² + 4·4.905·926.1))/(2·4.905) = 2.603 s

深度

d = ½·9.81·2.603² = 33.24 m

答案

d = 33.24 m
3.牛顿定律

答案: a = 0.654 m/s²

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.

加速度

净驱动力是两个重量之差;它带动的是总质量。

a = (8 − 7)·9.81/(8 + 7) = 0.654 m/s²

答案

a = 0.654 m/s²
4.牛顿定律

答案: T = 56.67 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.

整个系统

a = (F − μ·(m1 + m2)·g)/(m1 + m2) = (85 − 36.79)/15 = 3.214 m/s²

单独分析后面的物块

T = m1·(a + μ·g) = 10·(3.214 + 2.453) = 56.67 N

答案

T = 56.67 N

两个物块的 μ 相同时,摩擦力被消去:T = F·m₁/(m₁ + m₂)。

5.抛体运动

答案: H = 4.03 m

抛体运动:无空气阻力时,x = vxt,y = h + vyt − ½gt²。两个方向相互独立,只共享同一时间。

分解初速度

水平速度保持不变;竖直运动具有向下的恒定加速度 g = 9.81 m/s²。

vx = v0·cos θ = 26·cos 20° = 24.43 m/s
vy = v0·sin θ = 26·sin 20° = 8.893 m/s

最高点

在最高点竖直速度为零:vy² = 2gH。

H = vy²/(2g) = 8.893²/(2·9.81) = 4.03 m

答案

H = 4.03 m
6.抛体运动

答案: x = 112.6 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.

分解初速度

vx = 21.85 m/s, vy = 26.05 m/s

落到屋顶的时间

较大的根:球正在下降。

4 = 26.05·t − 4.905·t²
t = (26.05 + √(26.05² − 2·9.81·4))/9.81 = 5.152 s

水平距离

x = vx·t = 21.85·5.152 = 112.6 m

答案

x = 112.6 m
7.圆周运动

答案: vmax = 33.15 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。

摩擦力提供向心力

m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0.8·9.81·140) = 33.15 m/s

答案

vmax = 33.15 m/s (119.3 km/h)
8.圆周运动

答案: vmin = 25.95 m/s

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.

力的平衡

摩擦力沿斜面向上。

N·(sin θ − μ·cos θ) = m·v²/r
N·(cos θ + μ·sin θ) = m·g

速率

v = √(240·9.81·0.2835/0.991) = 25.95 m/s

答案

vmin = 25.95 m/s
(93.43 km/h)
9.功和能

答案: h = 0.2039 m

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)。

弹簧能量

x = 2 cm = 0.02 m
½kx² = ½·1000·0.02² = 0.2 J

高度

m·g = 0.1·9.81 = 0.981 N
h = ½kx²/(mg) = 0.2/0.981 = 0.2039 m

答案

h = 0.2039 m
10.功和能

答案: v = 3.598 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)。

释放和损失的能量

m₂g·d = 29.43·1.5 = 44.14 J
μ·m₁g·d = 0.4·19.62·1.5 = 11.77 J

两个物块的动能

½(m₁ + m₂)v² = 32.37 → v = √(2·32.37/5) = 3.598 m/s

答案

v = 3.598 m/s
11.动量与碰撞

答案: ΔK/K = 26.09 %

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.

共同速度

v′ = m1·v1/(m1 + m2) = 1700·6/2300 = 4.435 m/s

碰撞前后的动能

Kbefore = ½·1700·6² = 30600 J
Kafter = ½·2300·4.435² = 22617 J

损失的比例

ΔK/K = 7983/30600 = 26.09 %

答案

ΔK/K = 26.09 %

损失的能量转化为形变、热和声音。

12.动量与碰撞

答案: v1 = 30.37 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.

碰撞后的速度

V = √(2·μ·g·d) = √(2·0.6·9.81·15) = 13.29 m/s

碰撞中的动量

m1·v1 = (m1 + m2)·V → v1 = 3200·13.29/1400 = 30.37 m/s

答案

v1 = 30.37 m/s
(109.3 km/h)
13.刚体转动

答案: v = 6.419 m/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.

势能的减少

m·g·L/2 = 3·9.81·0.7 = 20.6 J

对销钉的转动惯量

IO = m·L²/3 = 3·1.4²/3 = 1.96 kg·m²

能量衡算

½·IO·ω² = 20.6 → ω = √(2·20.6/1.96) = 4.585 rad/s
v = ω·L = 4.585·1.4 = 6.419 m/s

答案

v = 6.419 m/s
14.刚体转动

答案: Ek = 1120 J

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.

平动部分和转动部分

Etrans = ½·m·v² = ½·15.5·8.5² = 559.9 J
Erot = ½·I·ω² = ½·1·m·r²·(v/r)² = 1·559.9 = 559.9 J

合计

Ek = 559.9 + 559.9 = 1120 J

答案

Ek = 1120 J
15.齿轮与齿轮系

答案: P = 11.31 kW

皮带传动:无打滑时,两个带轮的轮缘线速度相同,v = π·d·n/60,所以 n₁·d₁ = n₂·d₂,速比为 d₂/d₁。打滑率 s 使从动轮稍慢:n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s)。传递的功率为 P = (T₁ − T₂)·v,其中 T₁ 为紧边张力,T₂ 为松边张力。摩擦限制了张力之比:T₁/T₂ = eμθ,其中 θ 是小带轮上的包角(弧度);对开口皮带,θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)),C 为中心距。

皮带速度

v = 15.08 m/s

功率

P = (1000 − 250)·15.08 = 11310 W = 11.31 kW

答案

P = 11.31 kW
16.齿轮与齿轮系

答案: nout = 1305 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 = 2900·30/40 = 2175 rpm = nC

第二级

nout = 2175·24/40 = 1305 rpm

答案

nout = 1305 rpm

总传动比 = 2.222 : 1

17.弹簧与单摆

答案: T = 3.296 s

简谐运动:质量为 m 的物体连在劲度系数为 k 的弹簧上,振动的角频率为 ω = √(k/m),周期为 T = 2π/ω = 2π·√(m/k)。摆长为 L 的单摆周期为 T = 2π·√(L/g)。振幅为 A 时,最大速度为 A·ω,最大加速度为 A·ω²,能量为 ½·k·A²。

单摆周期

T = 2π·√(2.7/9.81) = 3.296 s

答案

T = 3.296 s
18.弹簧与单摆

答案: t = 0.2369 s

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.

角频率

ω = 2π/T = 2π/3.3 = 1.904 rad/s

求解时间

0.9 = cos(ω·t) → ω·t = arccos(0.9) = 0.451 rad
t = 0.451/1.904 = 0.2369 s

答案

t = 0.2369 s
19.机械振动

答案: fd = 2.843 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 = √(20000/50) = 20 rad/s
fn = 20/(2π) = 3.183 Hz

有阻尼固有频率

fd = fn·√(1 − ζ²) = 3.183·√(1 − 0.45²) = 2.843 Hz

答案

fd = 2.843 Hz
20.机械振动

答案: fn = 2.013 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 = 5 + 15 = 20 kN/m
keq = 20·80/(20 + 80) = 16 kN/m

固有频率

ωn = √(16000/100) = 12.65 rad/s
fn = 12.65/(2π) = 2.013 Hz

答案

fn = 2.013 Hz

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