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)1.1 s20

一位以 72 km/h 行驶的司机看到一个障碍物。她的反应时间为 1.1 s,之后汽车以 6 m/s² 的恒定减速度制动。求从她看到障碍物起的总停车距离 d。

v₀ = 72 km/htr = 1.1 sa = −6 m/s²
d = m
2.运动学困难
a = 30 m/s²

一枚模型火箭从静止竖直向上发射。其发动机使它获得 30 m/s² 的恒定向上加速度,持续 2.5 s,之后发动机停止,火箭做自由运动。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。 发射后多长时间它落到地面?求 t。

a = 30 m/s²t1 = 2.5 sg = 9.81 m/s²
t = s
3.牛顿定律中等
箱子v₀ = 4.5 m/sμ = ?

一个箱子以 4.5 m/s 的初速度在水平地面上滑动,滑行 2.6 m 后停止。取 g = 9.81 m/s²。求动摩擦因数 μ。

v₀ = 4.5 m/sd = 2.6 mg = 9.81 m/s²
μ =
4.牛顿定律困难
θ = 30°物块v₀ = 4.5 m/s

一个物块被推了一下,以 4.5 m/s 的速度开始沿 30° 的斜面向上滑动。动摩擦因数为 0.25。取 g = 9.81 m/s²。它沿斜面滑行多远 d 后停止?

v₀ = 4.5 m/sθ = 30°μ = 0.25g = 9.81 m/s²
d = m
5.抛体运动中等
v0​ = 28 m/s35°x = ?

一个球 从平地上以高于水平面 35° 的角度抛出。忽略空气阻力。求球落地前飞过的水平距离 x。

v0 = 28 m/sθ = 35°g = 9.81 m/s²
x = m
6.抛体运动困难
h = 60 mv0​ = 17 m/s45°x = ?

一个球 从 60 m 高的悬崖顶上以高于水平面 45° 的角度抛出。忽略空气阻力。求球落地前飞过的水平距离 x。

v0 = 17 m/sθ = 45°h = 60 mg = 9.81 m/s²
x = m
7.圆周运动中等
r = 115 mvmax​ = ?

一辆汽车通过半径为 115 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 = 115 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
8.圆周运动困难
θ = 15°指向圆心vmin​ = ?

一个半径为 170 m 的弯道倾斜 15°,轮胎与路面之间的静摩擦因数为 0.1。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 = 170 mθ = 15°μs = 0.1g = 9.81 m/s²
vmin = m/s
9.功和能中等
0.25 kgk = 2000 N/mh = ?

一个玩具发射器有一根刚度为 2000 N/m 的竖直弹簧。把一个 0.25 kg 的球放在上面,将弹簧压缩 8 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 = 0.25 kgk = 2000 N/mx = 8 cmg = 9.81 m/s²
h = m
10.功和能困难
h = 1 mL = 4.5 mμ = 0.1k = 1500 N/m

一个 2.5 kg 的物块从光滑坡道上 1 m 高处由静止释放。到达底部后,它通过一段长 4.5 m 的粗糙水平段(μ = 0.1),然后在光滑表面上撞上一根弹簧(k = 1500 N/m)。 求弹簧的最大压缩量 x。

m = 2.5 kgh = 1 mL = 4.5 mμ = 0.1k = 1500 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
11.动量与碰撞中等
1500 kg6 m/s1000 kg

一辆以 6 m/s 行驶的 1500 kg 汽车撞上一辆静止的 1000 kg 汽车,两车卡在一起。 碰撞中损失了多少动能 ΔK?

m1 = 1500 kgv1 = 6 m/sm2 = 1000 kgv2 = 0
ΔK = J
12.动量与碰撞困难
26 m/s9 m/s

一个 0.6 kg 的小球以 26 m/s 撞到墙上,并以 9 m/s 沿原路弹回。接触时间为 20 ms。 求墙给小球的冲量大小 J。

m = 0.6 kgvin = 26 m/svout = 9 m/sΔt = 20 ms
J = N·s
13.刚体转动中等
n = 1100 rpmTb​ = 135 N·mI = 9 kg·m²

转动惯量为 9 kg·m² 的飞轮以 1100 rpm 转动。制动器施加 135 N·m 的恒定摩擦转矩。 飞轮在停下之前转过多少圈 N?

I = 9 kg·m²n = 1100 rpmTb = 135 N·m
N = rev
14.刚体转动困难
2.5 m/sω

一个质量为 4 kg 的实心球以 2.5 m/s 的速度无滑动地滚动。 求它的总动能 Ek。

m = 4 kgv = 2.5 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J
15.齿轮与齿轮系中等
d1​ = 200 mmd2​ = 400 mm960 rpmn2​ = ?

一个 200 mm 的带轮以 960 rpm 通过皮带驱动一个 400 mm 的带轮,打滑率为 3 %。求从动轮的转速 n2。

n1 = 960 rpmd1 = 200 mmd2 = 400 mms = 3 %
n2 = rpm
16.齿轮与齿轮系困难
Ns​ = 30nr​ = ?Np​ = 18行星架固定

在一个行星齿轮系中,太阳轮有 30 个齿,每个行星轮有 18 个齿。行星架固定,太阳轮以 900 rpm 驱动。求齿圈的转速 nr(大小)。

Ns = 30Np = 18ns = 900 rpm
nr = rpm
17.弹簧与单摆中等
1 kgk = 260 N/mA = 20 cmx = 3 cm

一个连在 k = 260 N/m 弹簧上的 1 kg 物体在无摩擦表面上以 20 cm 的振幅振动。求它距平衡位置 3 cm 时的速度 v。

m = 1 kgk = 260 N/mA = 20 cmx = 3 cm
v = m/s
18.弹簧与单摆困难
1.9 kgk = 20 N/mA = 2 cm

一个 1.9 kg 的物体连在 k = 20 N/m 的弹簧上,从平衡位置拉开 2 cm 后释放。 求它的最大加速度 amax。

m = 1.9 kgk = 20 N/mA = 2 cm
amax = m/s²
19.机械振动中等
k = 40 kN/mζ = 0.5m = 12 kg

一个 12 kg 的质量块挂在刚度为 40 kN/m 的弹簧上,黏性阻尼器使阻尼比为 0.5。求其自由振动的有阻尼固有频率 fd,以 Hz 计。

m = 12 kgk = 40 kN/mζ = 0.5
fd = Hz
20.机械振动困难
k1​ = 30k2​ = 5k3​ = 80m = 5 kg

一个 5 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 = 30 kN/m 和 k₂ = 5 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 = 5 kgk1 = 30 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz

3溶液

1.运动学

答案: d = 55.33 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.

单位

v₀ = 72/3.6 = 20 m/s

反应距离

d1 = v₀·tr = 20·1.1 = 22 m

制动距离

d2 = v₀²/(2a) = 20²/(2·6) = 33.33 m

合计

d = 22 + 33.33 = 55.33 m

答案

d = 55.33 m
2.运动学

答案: t = 18.95 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.

动力阶段

v₁ = 30·2.5 = 75 m/s
h₁ = ½·30·2.5² = 93.75 m

落回地面的自由飞行

解 −h₁ = v₁·t₂ − ½·g·t₂²,取正根。

t₂ = (75 + √(75² + 2·9.81·93.75))/9.81 = 16.45 s
t = 2.5 + 16.45 = 18.95 s

答案

t = 18.95 s
3.牛顿定律

答案: μ = 0.397

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.

减速度

a = v₀²/(2d) = 4.5²/(2·2.6) = 3.894 m/s²

摩擦因数

μ·m·g = m·a → μ = a/g = 3.894/9.81 = 0.397

答案

μ = 0.397
4.牛顿定律

答案: d = 1.44 m

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.

减速度

两个力都沿斜面向下;质量约去。

a = 9.81·(sin 30° + 0.25·cos 30°) = 7.029 m/s²

距离

d = v₀²/(2a) = 4.5²/(2·7.029) = 1.44 m

答案

d = 1.44 m
5.抛体运动

答案: x = 75.1 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 = 28·cos 35° = 22.94 m/s
vy = v0·sin θ = 28·sin 35° = 16.06 m/s

飞行时间

起点与落点等高:t = 2vy/g。

t = 2·16.06/9.81 = 3.274 s

水平距离

x = vx·t = 22.94·3.274 = 75.1 m

答案

x = 75.1 m
6.抛体运动

答案: x = 59.28 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 = 17·cos 45° = 12.02 m/s
vy = v0·sin θ = 17·sin 45° = 12.02 m/s

飞行时间

解 y(t) = h + vy·t − ½gt² = 0,取正根。

0 = 60 + 12.02·t − 4.905·t²
t = (vy + √(vy² + 2gh))/g = (12.02 + √(144.5 + 1177))/9.81 = 4.931 s

水平距离

x = vx·t = 12.02·4.931 = 59.28 m

答案

x = 59.28 m
7.圆周运动

答案: vmax = 30.04 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) = √(0.8·9.81·115) = 30.04 m/s

答案

vmax = 30.04 m/s (108.2 km/h)
8.圆周运动

答案: vmin = 16.52 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 = √(170·9.81·0.1622/0.9918) = 16.52 m/s

答案

vmin = 16.52 m/s
(59.46 km/h)
9.功和能

答案: h = 2.61 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 = 8 cm = 0.08 m
½kx² = ½·2000·0.08² = 6.4 J

高度

m·g = 0.25·9.81 = 2.453 N
h = ½kx²/(mg) = 6.4/2.453 = 2.61 m

答案

h = 2.61 m
10.功和能

答案: x = 13.41 cm

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 = 24.53·(1 − 0.1·4.5) = 13.49 J

最大压缩量

½kx² = 13.49 → x = √(2·13.49/1500) = 0.1341 m = 13.41 cm

答案

x = 13.41 cm
11.动量与碰撞

答案: ΔK = 10800 J

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) = 1500·6/2500 = 3.6 m/s

碰撞前后的动能

Kbefore = ½·1500·6² = 27000 J
Kafter = ½·2500·3.6² = 16200 J

损失的能量

ΔK = 27000 − 16200 = 10800 J

答案

ΔK = 10800 J

损失的能量转化为形变、热和声音。

12.动量与碰撞

答案: J = 21 N·s

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 = 0.6·(9 + 26) = 21 N·s

答案

J = 21 N·s
13.刚体转动

答案: N = 70.39 rev

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

制动器做的功等于动能

½·I·ω² = ½·9·115.2² = 59711 J
θ = 59711/135 = 442.3 rad

圈数

N = θ/2π = 70.39 rev

答案

N = 70.39 rev
14.刚体转动

答案: Ek = 17.5 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 = ½·4·2.5² = 12.5 J
Erot = ½·I·ω² = ½·0.4·m·r²·(v/r)² = 0.4·12.5 = 5 J

合计

Ek = 12.5 + 5 = 17.5 J

答案

Ek = 17.5 J
15.齿轮与齿轮系

答案: n2 = 465.6 rpm

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。

无打滑时的转速

960·200/400 = 480 rpm

有打滑

n2 = 480·0.97 = 465.6 rpm

答案

n2 = 465.6 rpm
16.齿轮与齿轮系

答案: nr = 409.1 rpm

行星齿轮系:太阳轮、齿圈和行星架的转速由威利斯方程 (ns − nc)/(nr − nc) = −Nr/Ns 联系起来:从行星架上看,该轮系是以行星轮为惰轮的普通轮系。固定其中一个构件,轮系就成为一个单一传动比的减速器。

齿圈齿数

Nr = Ns + 2·Np = 30 + 2·18 = 66

行星架固定时的威利斯方程

nc = 0 时,太阳轮通过起惰轮作用的行星轮驱动齿圈。

nr = −ns·Ns/Nr = −900·30/66 = −409.1 rpm
|nr| = 409.1 rpm

答案

nr = 409.1 rpm

齿圈与太阳轮转向相反。

17.弹簧与单摆

答案: v = 3.188 m/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 = √(260/1) = 16.12 rad/s

x 处的速度

v = ω·√(A² − x²) = 16.12·√(0.2² − 0.03²) = 3.188 m/s

答案

v = 3.188 m/s
18.弹簧与单摆

答案: amax = 0.2105 m/s²

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。

角频率

ω = √(20/1.9) = 3.244 rad/s

最大加速度

amax = A·ω² = 0.02·3.244² = 0.2105 m/s²

答案

amax = 0.2105 m/s²
19.机械振动

答案: fd = 7.958 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 = √(40000/12) = 57.74 rad/s
fn = 57.74/(2π) = 9.189 Hz

有阻尼固有频率

fd = fn·√(1 − ζ²) = 9.189·√(1 − 0.5²) = 7.958 Hz

答案

fd = 7.958 Hz
20.机械振动

答案: fn = 11.11 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 + 5 = 35 kN/m
keq = 35·80/(35 + 80) = 24.35 kN/m

固有频率

ωn = √(24348/5) = 69.78 rad/s
fn = 69.78/(2π) = 11.11 Hz

答案

fn = 11.11 Hz

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