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 = ?16.67

一辆以 60 km/h 行驶的汽车以 4.5 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 = 60 km/ha = −4.5 m/s²v = 0
t = s
2.运动学困难
a = 26 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 26 m/s² 的恒定向上加速度,持续 1 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。 求火箭达到的最大高度 hmax。

a = 26 m/s²t1 = 1 sg = 9.81 m/s²
hmax = m
3.牛顿定律中等
30 kg40°F = 180 Nμ = 0.3

一个 30 kg 的雪橇被一根与水平方向成 40° 向上的绳子以 180 N 的力拉着在平坦的雪地上移动。动摩擦因数为 0.3。取 g = 9.81 m/s²。求雪橇的加速度 a。

m = 30 kgF = 180 Nθ = 40°μ = 0.3g = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.牛顿定律困难
12 kg5 kgTF = 105 Nμ = 0.15

水平地面上的两个物块由一根水平轻绳相连。一个 105 N 的水平力拉前面 5 kg 的物块;12 kg 的物块被拖在后面。两个物块的动摩擦因数均为 0.15。取 g = 9.81 m/s²。 求连接绳中的拉力 T。

m1 = 12 kgm2 = 5 kgF = 105 Nμ = 0.15g = 9.81 m/s²
T = N
5.抛体运动中等
v0​ = 32 m/sθ = ?R = 75 m

一个球从水平地面以 32 m/s 抛出,必须落在 75 m 远处。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。求两个可能的抛射角中较小的一个 θ。

v₀ = 32 m/sR = 75 mg = 9.81 m/s²
θ = °
6.抛体运动困难
2 mv0​ = 31 m/s40°x = ?

一个球从地面以 31 m/s、与水平方向成 40° 的角度抛出。它在下落途中落在一栋 2 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 = 31 m/sθ = 40°hroof = 2 mg = 9.81 m/s²
x = m
7.圆周运动中等
r = 105 mvmax​ = ?

一辆汽车通过半径为 105 m 的水平弯道。轮胎与路面之间的静摩擦因数为 0.3。取 g = 9.81 m/s²。求汽车不打滑地通过弯道的最大速度 vmax。

r = 105 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
8.圆周运动困难
r = 1.4 mv = 5.5 m/s

一个 0.6 kg 的小球系在长 1.4 m 的绳上,在竖直平面内做圆周运动。在最低点时它的速度为 5.5 m/s。取 g = 9.81 m/s²。求最低点处绳中的张力 T。

m = 0.6 kgr = 1.4 mv = 5.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
9.功和能中等
60 km/h

一辆汽车在水平路面上以 60 km/h 行驶,紧急制动后车轮抱死滑行至停止。轮胎与路面之间的动摩擦因数为 0.6。求制动距离 d。

v = 60 km/hμ = 0.6g = 9.81 m/s²
d = m
10.功和能困难
h = 3.5 mL = 5 mμ = 0.15k = 1500 N/m

一个 2.5 kg 的物块从光滑坡道上 3.5 m 高处由静止释放。到达底部后,它通过一段长 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 = 1500 N/m)。 求物块到达弹簧时的速度 v。

m = 2.5 kgh = 3.5 mL = 5 mμ = 0.15k = 1500 N/mg = 9.81 m/s²
v = m/s
11.动量与碰撞中等
3 kg46 m/s6 kgv′2​ = ?

一个以 33 m/s 水平运动的 9 kg 抛射体爆炸成沿同一直线运动的两块碎片。3 kg 的碎片以 46 m/s 继续向前运动。求 6 kg 碎片的速度 v′2(以原运动方向为正)。

M = 9 kgu = 33 m/sm1 = 3 kgv′1 = 46 m/sm2 = 6 kg
v′2 = m/s
12.动量与碰撞困难
4.5 kgv = ?15 g40°L = 1.7 m

一颗 15 g 的子弹水平射入一个用长 1.7 m 的轻绳悬挂的 4.5 kg 木块,并留在其中。绳子摆起的最大角度为与竖直方向成 40°。取 g = 9.81 m/s²。求子弹撞击前的速度 v。

m = 15 gM = 4.5 kgL = 1.7 mθ = 40°g = 9.81 m/s²
v = m/s
13.刚体转动中等
L = 1 mm = 1.5 kgα

质量为 1.5 kg、长为 1 m 的均匀细杆一端铰接,保持水平。从静止释放。取 g = 9.81 m/s²。 求释放瞬间销钉对杆的竖直力 R。

m = 1.5 kgL = 1 mg = 9.81 m/s²
R = N
14.刚体转动困难
5 m/sω

一个质量为 10.5 kg 的空心球以 5 m/s 的速度无滑动地滚动。 转动动能占总动能的百分之几 p?

m = 10.5 kgv = 5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
15.齿轮与齿轮系中等
N1​ = 12N2​ = 15

一台 1.5 kW 的电动机以 1500 rpm 运转,驱动一个齿数为 12 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 15 的大齿轮啮合。 该齿轮副的效率为 98%。 求齿轮轴上的输出扭矩 T2。

P = 1.5 kWn1 = 1500 rpmN1 = 12N2 = 15η = 98%
T2 = N·m
16.齿轮与齿轮系困难
A = 32B = 45C = 18D = 40

在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(32 齿)以 2900 rpm 转动,驱动齿轮 B(45 齿)。齿轮 C(18 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 = 32B = 45C = 18D = 40
nout = rpm
17.弹簧与单摆中等
t (s)x (cm)0.55 s

一个连在 k = 210 N/m 弹簧上的 4 kg 物体被沿正方向拉开 8 cm,在 t = 0 时由静止释放。 求 t = 0.55 s 时它相对于平衡位置的位移 x(带符号)。

m = 4 kgk = 210 N/mA = 8 cmt = 0.55 s
x = cm
18.弹簧与单摆困难
1.5 kgk = 60 N/m

把一个 1.5 kg 的物体挂在一根 k = 60 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 = 1.5 kgk = 60 N/mg = 9.81 m/s²
xmax = cm
19.机械振动中等
tx15 mm4 个周期5.5 mm

在有阻尼质量–弹簧系统的自由振动试验中,位移峰值 15 mm 之后 4 个周期出现峰值 5.5 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 15 mmx4 = 5.5 mmn = 4
ζ =
20.机械振动困难
k1​ = 15k2​ = 80m = 5 kg

一个 5 kg 的质量块悬挂在首尾相接(串联)的两根弹簧上:上弹簧 k₁ = 15 kN/m,下弹簧 k₂ = 80 kN/m。 忽略阻尼和弹簧的质量。求竖向振动的固有频率 fn,以 Hz 计。

m = 5 kgk1 = 15 kN/mk2 = 80 kN/m
fn = Hz

3溶液

1.运动学

答案: t = 3.704 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 = 60/3.6 = 16.67 m/s

制动时间

0 = v₀ − a·t → t = v₀/a = 16.67/4.5 = 3.704 s

答案

t = 3.704 s
2.运动学

答案: hmax = 47.45 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.

动力阶段

v₁ = 26·1 = 26 m/s
h₁ = ½·26·1² = 13 m

向上的自由飞行

在最高点速度为零。

Δh = v₁²/(2g) = 26²/(2·9.81) = 34.45 m
hmax = 13 + 34.45 = 47.45 m

答案

hmax = 47.45 m
3.牛顿定律

答案: a = 2.81 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 = 294.3 − 180·sin 40° = 178.6 N

水平方向的力

m·a = F·cos θ − μ·N = 137.9 − 53.58
a = 84.31/30 = 2.81 m/s²

答案

a = 2.81 m/s²
4.牛顿定律

答案: T = 74.12 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) = (105 − 25.02)/17 = 4.705 m/s²

单独分析后面的物块

T = m1·(a + μ·g) = 12·(4.705 + 1.472) = 74.12 N

答案

T = 74.12 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: θ = 22.97 °

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.

射程公式

R = v₀²·sin 2θ/g → sin 2θ = 9.81·75/32² = 0.7185

相角

2θ = 45.93° → θ = 22.97°

答案

θ = 22.97°

另一个解为 90° − θ = 67.03°。

6.抛体运动

答案: x = 94.03 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 = 23.75 m/s, vy = 19.93 m/s

落到屋顶的时间

较大的根:球正在下降。

2 = 19.93·t − 4.905·t²
t = (19.93 + √(19.93² − 2·9.81·2))/9.81 = 3.959 s

水平距离

x = vx·t = 23.75·3.959 = 94.03 m

答案

x = 94.03 m
7.圆周运动

答案: vmax = 17.58 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) = √(0.3·9.81·105) = 17.58 m/s

答案

vmax = 17.58 m/s (63.28 km/h)
8.圆周运动

答案: T = 18.85 N

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。

最低点处的受力

指向圆心(向上)为正。

T − m·g = m·v²/r
T = 0.6·9.81 + 0.6·5.5²/1.4 = 5.886 + 12.96 = 18.85 N

答案

T = 18.85 N
9.功和能

答案: d = 23.6 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)。

以基本单位表示的速度

v = 60/3.6 = 16.67 m/s

能量衡算

½mv² = μmg·d → d = v²/(2μg) = 16.67²/(2·0.6·9.81) = 23.6 m

答案

d = 23.6 m

速度加倍,制动距离变为四倍。

10.功和能

答案: v = 7.345 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 = 24.53·(3.5 − 0.15·5) = 67.44 J

到达弹簧时的速度

½mv² = mg(h − μL) → v = √(2g(h − μL)) = √(2·9.81·2.75) = 7.345 m/s

答案

v = 7.345 m/s
11.动量与碰撞

答案: v′2 = 26.5 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.

碰撞前的动量

p = M·u = 9·33 = 297 kg·m/s

碰撞后的动量

297 = 3·46 + 6·v′2
v′2 = (297 − 138)/6 = 26.5 m/s

答案

v′2 = 26.5 m/s
12.动量与碰撞

答案: v = 840.8 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.

木块的上升高度

h = L·(1 − cos θ) = 1.7·(1 − cos 40°) = 0.3977 m

撞击后的速度

V = √(2·9.81·0.3977) = 2.793 m/s

碰撞

v = (m + M)·V/m = 4.515·2.793/0.015 = 840.8 m/s

答案

v = 840.8 m/s
13.刚体转动

答案: R = 3.679 N

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.

对销钉取矩

在释放的瞬间 ω = 0,所以没有向心加速度,质心笔直向下加速。

m·g·L/2 = (m·L²/3)·α → α = 3g/(2L) = 3·9.81/(2·1) = 14.71 rad/s²

竖直方向的力

aG = α·L/2 = 7.357 m/s²
m·g − R = m·aG → R = 1.5·(9.81 − 7.357) = 3.679 N

答案

R = 3.679 N

R = m·g/4,与长度无关。

14.刚体转动

答案: p = 40 %

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 = ½·10.5·5² = 131.3 J
Erot = ½·I·ω² = ½·0.6667·m·r²·(v/r)² = 0.6667·131.3 = 87.5 J

转动所占的份额

p = 87.5/218.8·100% = c/(1 + c)·100% = 40%

答案

p = 40 %

这个份额只取决于形状,与质量和速度无关。

15.齿轮与齿轮系

答案: T2 = 11.7 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·1500/60 = 157.1 rad/s
T1 = P/ω₁ = 1500/157.1 = 9.549 N·m

输出扭矩

T2 = 9.549·15/12·0.98 = 11.7 N·m

答案

T2 = 11.7 N·m
16.齿轮与齿轮系

答案: nout = 928 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 = 2900·32/45 = 2062 rpm = nC

第二级

nout = 2062·18/40 = 928 rpm

答案

nout = 928 rpm

总传动比 = 3.125 : 1

17.弹簧与单摆

答案: x = −5.319 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.

角频率

ω = √(210/4) = 7.246 rad/s
ω·t = 7.246·0.55 = 3.985 rad

位移

x = A·cos(ω·t) = 8·cos(3.985) = −5.319 cm

答案

x = −5.319 cm
18.弹簧与单摆

答案: xmax = 49.05 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 = 1.5·9.81/60 = 0.2452 m = A

最低点

xmax = 2A = 0.4905 m = 49.05 cm

答案

xmax = 49.05 cm
19.机械振动

答案: ζ = 0.03989

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 = (1/4)·ln(15/5.5) = 0.2508

阻尼比

ζ = δ/√(4π² + δ²) = 0.2508/√(39.48 + 0.06291) = 0.03989

答案

ζ = 0.03989
20.机械振动

答案: fn = 8 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

串联弹簧受力相同、变形相加,所以按倒数组合:1/k = 1/k1 + 1/k2。

1/keq = 1/15 + 1/80 → keq = 15·80/(15 + 80) = 12.63 kN/m

固有频率

ωn = √(12632/5) = 50.26 rad/s
fn = 50.26/(2π) = 8 Hz

答案

fn = 8 Hz

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