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 = ?30

一辆以 108 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 = 108 km/ha = −8 m/s²v = 0
t = s
2.运动学困难
v₀ = 13 m/s15 m

从离地面 15 m 高的屋顶边缘以 13 m/s 的速度竖直向上抛出一个小球。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。 抛出后多长时间小球落地?求 t。

v₀ = 13 m/sh₀ = 15 mg = 9.81 m/s²
t = s
3.牛顿定律中等
10 kg15°F = 100 Nμ = 0.4

一个 10 kg 的雪橇被一根与水平方向成 15° 向上的绳子以 100 N 的力拉着在平坦的雪地上移动。动摩擦因数为 0.4。取 g = 9.81 m/s²。求雪橇的加速度 a。

m = 10 kgF = 100 Nθ = 15°μ = 0.4g = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.牛顿定律困难
11 kg12 kgTF = 150 Nμ = 0.2

水平地面上的两个物块由一根水平轻绳相连。一个 150 N 的水平力拉前面 12 kg 的物块;11 kg 的物块被拖在后面。两个物块的动摩擦因数均为 0.2。取 g = 9.81 m/s²。 求连接绳中的拉力 T。

m1 = 11 kgm2 = 12 kgF = 150 Nμ = 0.2g = 9.81 m/s²
T = N
5.抛体运动中等
v0​ = 38 m/s50°射程

一个球 从平地上以高于水平面 50° 的角度抛出。忽略空气阻力。求球落地前的飞行时间 t。

v0 = 38 m/sθ = 50°g = 9.81 m/s²
t = s
6.抛体运动困难
h = 45 mv0​ = 18 m/s15°x = ?

一个球 从 45 m 高的悬崖顶上以高于水平面 15° 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 = 18 m/sθ = 15°h = 45 mg = 9.81 m/s²
x = m
7.圆周运动中等
L = 1.7 m35°

一个系在长 1.7 m 绳上的小球做水平圆周运动,绳与竖直方向保持 35° 的恒定夹角(圆锥摆)。取 g = 9.81 m/s²。 求转一圈所需的时间 T。

L = 1.7 mθ = 35°g = 9.81 m/s²
T = s
8.圆周运动困难
r = 0.6 m8 m/svtop​ = ?

一个 0.3 kg 的球系在长 0.6 m 的轻绳上,在竖直平面内做圆周运动。在最低点它的速度为 8 m/s。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。求最高点时绳中的拉力 Ttop。

m = 0.3 kgr = 0.6 mvbottom = 8 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
9.功和能中等
45°d = 20 mμ = 0.35

一个 0.5 kg 的物块沿倾角 45° 的斜面下滑 20 m,动摩擦因数为 0.35。求克服摩擦做的功 Wf。

m = 0.5 kgθ = 45°μ = 0.35d = 20 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
10.功和能困难
h = 3 mL = 3.5 mμ = 0.15k = 1000 N/m

一个 2 kg 的物块从光滑坡道上 3 m 高处由静止释放。到达底部后,它通过一段长 3.5 m 的粗糙水平段(μ = 0.15),然后在光滑表面上撞上一根弹簧(k = 1000 N/m)。 求弹簧的最大压缩量 x。

m = 2 kgh = 3 mL = 3.5 mμ = 0.15k = 1000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
11.动量与碰撞中等
1 kgv = ?5 gh = 7 cm

一颗 5 g 的子弹水平射入一个用轻绳悬挂的 1 kg 木块,并留在其中。木块摆起,直到比初始位置高 7 cm。取 g = 9.81 m/s²。求子弹撞击前的速度 v。

m = 5 gM = 1 kgh = 7 cmg = 9.81 m/s²
v = m/s
12.动量与碰撞困难
1000 kgv1​ = ?1400 kg

一辆 1000 kg 的汽车撞上一辆停放的 1400 kg 汽车。两车残骸卡在一起,滑行 14.5 m 后停止。轮胎与路面之间的动摩擦因数为 0.8。取 g = 9.81 m/s²。求碰撞前瞬间第一辆汽车的速度 v1。

m1 = 1000 kgm2 = 1400 kgd = 14.5 mμ = 0.8g = 9.81 m/s²
v1 = m/s
13.刚体转动中等
0 → 2700 rpmI = 4 kg·m²

一台电动机用 3 s 把转动惯量为 4 kg·m² 的飞轮从静止加速到 2700 rpm。忽略损耗,求它输出的平均功率 Pavg,单位 kW。

I = 4 kg·m²n = 2700 rpmt = 3 s
Pavg = kW
14.刚体转动困难
θ = 35°a

一个实心球沿与水平面成 35° 的斜面无滑动地滚下。取 g = 9.81 m/s²。 求其质心的加速度 a。

θ = 35°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²
15.齿轮与齿轮系中等
d1​ = 120 mmd2​ = 400 mm2880 rpmT1​ = 600 NT2​ = 300 NP = ?

一条皮带绕在一个以 2880 rpm 转动、直径 120 mm 的主动轮上。紧边张力为 600 N,松边张力为 300 N。求传递的功率 P,单位 kW。

d1 = 120 mmn1 = 2880 rpmT1 = 600 NT2 = 300 N
P = kW
16.齿轮与齿轮系困难
A = 16B = 80C = 16D = 45

在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(16 齿)以 1450 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(45 齿)。求输出转速 nout。

nin = 1450 rpmA = 16B = 80C = 16D = 45
nout = rpm
17.弹簧与单摆中等
L = 1.9 mT = 1.74 s

一名宇航员在另一颗行星上发现,一个长 1.9 m 的单摆在小幅摆动时周期为 1.74 s。求该行星上的重力加速度 g。

L = 1.9 mT = 1.74 s
g = m/s²
18.弹簧与单摆困难
3.9 kgk = 220 N/mA = 2 cm

一个 3.9 kg 的物体连在 k = 220 N/m 的弹簧上,从平衡位置拉开 2 cm 后释放。 求它的最大速度 vmax。

m = 3.9 kgk = 220 N/mA = 2 cm
vmax = m/s
19.机械振动中等
tx20 mm5 个周期0.9 mm

在有阻尼质量–弹簧系统的自由振动试验中,位移峰值 20 mm 之后 5 个周期出现峰值 0.9 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 20 mmx5 = 0.9 mmn = 5
ζ =
20.机械振动困难
k1​ = 20k2​ = 5k3​ = 30m = 5 kg

一个 5 kg 的质量块悬挂在弹簧 k₃ = 30 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 = 20 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 = 20 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 30 kN/m
fn = Hz

3溶液

1.运动学

答案: t = 3.75 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 = 108/3.6 = 30 m/s

制动时间

0 = v₀ − a·t → t = v₀/a = 30/8 = 3.75 s

答案

t = 3.75 s
2.运动学

答案: t = 3.519 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。

运动方程

向上为正,地面在出发点下方 h₀ 处。

−15 = 13·t − ½·9.81·t²
4.905·t² − 13·t − 15 = 0

解一元二次方程

只有正根有物理意义。

t = (13 + √(13² + 2·9.81·15))/9.81 = 3.519 s

答案

t = 3.519 s
3.牛顿定律

答案: a = 6.771 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.

法向力

N = m·g − F·sin θ = 98.1 − 100·sin 15° = 72.22 N

水平方向的力

m·a = F·cos θ − μ·N = 96.59 − 28.89
a = 67.71/10 = 6.771 m/s²

答案

a = 6.771 m/s²
4.牛顿定律

答案: T = 71.74 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) = (150 − 45.13)/23 = 4.56 m/s²

单独分析后面的物块

T = m1·(a + μ·g) = 11·(4.56 + 1.962) = 71.74 N

答案

T = 71.74 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: t = 5.935 s

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 = 38·cos 50° = 24.43 m/s
vy = v0·sin θ = 38·sin 50° = 29.11 m/s

飞行时间

起点与落点等高:t = 2vy/g。

t = 2·29.11/9.81 = 5.935 s

答案

t = 5.935 s
6.抛体运动

答案: x = 61.56 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 = 18·cos 15° = 17.39 m/s
vy = v0·sin θ = 18·sin 15° = 4.659 m/s

飞行时间

解 y(t) = h + vy·t − ½gt² = 0,取正根。

0 = 45 + 4.659·t − 4.905·t²
t = (vy + √(vy² + 2gh))/g = (4.659 + √(21.7 + 882.9))/9.81 = 3.541 s

水平距离

x = vx·t = 17.39·3.541 = 61.56 m

答案

x = 61.56 m
7.圆周运动

答案: T = 2.367 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.

圆的半径

r = L·sin θ = 1.7·sin 35° = 0.9751 m

速率

拉力和重力共同提供向心的力:tan θ = v²/(r·g)。

v = √(r·g·tan θ) = √(0.9751·9.81·tan 35°) = 2.588 m/s

周期

T = 2π·r/v = 2π·0.9751/2.588 = 2.367 s

答案

T = 2.367 s
8.圆周运动

答案: Ttop = 17.29 N

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.

顶点的速度

在高度 2r 上,动能转化为势能。

vtop² = 8² − 4·9.81·0.6 = 40.46 m²/s²

顶点的受力

拉力和重力都向下,指向圆心。

T + m·g = m·vtop²/r
T = 0.3·40.46/0.6 − 0.3·9.81 = 17.29 N

答案

Ttop = 17.29 N
9.功和能

答案: Wf = 24.28 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 = 4.905·0.7071 = 3.468 N
F = μN = 0.35·3.468 = 1.214 N

克服摩擦做的功

Wf = F·d = 1.214·20 = 24.28 J

答案

Wf = 24.28 J
10.功和能

答案: x = 31.16 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 = 19.62·(3 − 0.15·3.5) = 48.56 J

最大压缩量

½kx² = 48.56 → x = √(2·48.56/1000) = 0.3116 m = 31.16 cm

答案

x = 31.16 cm
11.动量与碰撞

答案: v = 235.6 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) = √(2·9.81·0.07) = 1.172 m/s

碰撞

m·v = (m + M)·V → v = (0.005 + 1)·1.172/0.005 = 235.6 m/s

答案

v = 235.6 m/s
12.动量与碰撞

答案: v1 = 36.21 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) = √(2·0.8·9.81·14.5) = 15.09 m/s

碰撞中的动量

m1·v1 = (m1 + m2)·V → v1 = 2400·15.09/1000 = 36.21 m/s

答案

v1 = 36.21 m/s
(130.3 km/h)
13.刚体转动

答案: Pavg = 53.3 kW

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·2700/60 = 282.7 rad/s

能量

E = ½·I·ω² = ½·4·282.7² = 159888 J

平均功率

Pavg = E/t = 159888/3 = 53296 W = 53.3 kW

答案

Pavg = 53.3 kW
14.刚体转动

答案: a = 4.019 m/s²

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.

运动方程

m·g·sin θ − f = m·a
f·r = I·α = 0.4·m·r²·(a/r) → f = 0.4·m·a

加速度

a = g·sin θ/(1 + c) = 9.81·sin 35°/1.4 = 4.019 m/s²

答案

a = 4.019 m/s²
15.齿轮与齿轮系

答案: P = 5.429 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 = 18.1 m/s

功率

P = (600 − 300)·18.1 = 5429 W = 5.429 kW

答案

P = 5.429 kW
16.齿轮与齿轮系

答案: nout = 103.1 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 = 1450·16/80 = 290 rpm = nC

第二级

nout = 290·16/45 = 103.1 rpm

答案

nout = 103.1 rpm

总传动比 = 14.06 : 1

17.弹簧与单摆

答案: g = 24.78 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 = 4π²·1.9/1.74² = 24.78 m/s²

答案

g = 24.78 m/s²
18.弹簧与单摆

答案: vmax = 0.1502 m/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。

角频率

ω = √(220/3.9) = 7.511 rad/s

最大速度

vmax = A·ω = 0.02·7.511 = 0.1502 m/s

答案

vmax = 0.1502 m/s
19.机械振动

答案: ζ = 0.09823

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。

对数衰减率

δ = (1/5)·ln(20/0.9) = 0.6202

阻尼比

ζ = δ/√(4π² + δ²) = 0.6202/√(39.48 + 0.3847) = 0.09823

答案

ζ = 0.09823
20.机械振动

答案: fn = 8.312 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 = 20 + 5 = 25 kN/m
keq = 25·30/(25 + 30) = 13.64 kN/m

固有频率

ωn = √(13636/5) = 52.22 rad/s
fn = 52.22/(2π) = 8.312 Hz

答案

fn = 8.312 Hz

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