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)1.786 s12.5

一辆以 45 km/h 行驶的汽车以 7 m/s² 的恒定减速度制动,直到停下。 求制动距离 s。

v₀ = 45 km/ha = −7 m/s²v = 0
s = m
2.运动学困难
v₀ = 18 m/s35 m

从离地面 35 m 高的屋顶边缘以 18 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。 求小球离地面的最大高度 hmax。

v₀ = 18 m/sh₀ = 35 mg = 9.81 m/s²
hmax = m
3.牛顿定律中等
箱子v₀ = 11 m/sμ = ?

一个箱子以 11 m/s 的初速度在水平地面上滑动,滑行 62 m 后停止。取 g = 9.81 m/s²。求动摩擦因数 μ。

v₀ = 11 m/sd = 62 mg = 9.81 m/s²
μ =
4.牛顿定律困难
m1​ = 7 kg5 kgθ = 30°

倾角为 30° 的斜面上有一个 7 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 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 = 7 kgm2 = 5 kgθ = 30°μ = 0g = 9.81 m/s²
T = N
5.抛体运动中等
v0​ = ?70°R = 145 m

一个球从水平地面以与水平方向成 70° 的角度抛出,落在 145 m 远处。忽略空气阻力,取 g = 9.81 m/s²。求抛出速度 v0。

θ = 70°R = 145 mg = 9.81 m/s²
v0 = m/s
6.抛体运动困难
4 mv0​ = 33 m/s40°x = ?

一个球从地面以 33 m/s、与水平方向成 40° 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 = 33 m/sθ = 40°hroof = 4 mg = 9.81 m/s²
x = m
7.圆周运动中等
r = 55 mvmax​ = ?

一辆汽车驶过路面上的一个凸起的顶部,凸起是半径为 55 m 的圆弧。取 g = 9.81 m/s²。速度超过多少 vmax 时,车轮会在顶部离开路面?

r = 55 mg = 9.81 m/s²
vmax = m/s
8.圆周运动困难
r = 0.9 m11.5 m/svtop​ = ?

一个 0.8 kg 的球系在长 0.9 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 11.5 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 = 0.8 kgr = 0.9 mvbottom = 11.5 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
9.功和能中等
72 km/h4°1800 kg

一辆 1800 kg 的汽车以恒定的 72 km/h 驶上 4° 的斜坡。空气阻力和滚动阻力合计 350 N。求车轮须输出的功率 P,以 kW 表示。

m = 1800 kgθ = 4°Fr = 350 Nv = 72 km/hg = 9.81 m/s²
P = kW
10.功和能困难
F = 75 N25°μ = 0.210 kg

一个 10 kg 的物块从 25° 斜坡的底部由静止开始,被一个平行于斜坡、大小为 75 N 的恒力沿斜坡向上拉。动摩擦因数为 0.2。求物块沿斜坡向上移动 9 m 后的速度 v。

m = 10 kgF = 75 Nθ = 25°μ = 0.2d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
11.动量与碰撞中等
5 kg45 m/s15 kgv′2​ = ?

一个以 29 m/s 水平运动的 20 kg 抛射体爆炸成沿同一直线运动的两块碎片。5 kg 的碎片以 45 m/s 继续向前运动。求 15 kg 碎片的速度 v′2(以原运动方向为正)。

M = 20 kgu = 29 m/sm1 = 5 kgv′1 = 45 m/sm2 = 15 kg
v′2 = m/s
12.动量与碰撞困难
1700 kg13 m/s1900 kg22 m/sθ = ?

在一个十字路口,一辆以 13 m/s 向东行驶的 1700 kg 汽车与一辆以 22 m/s 向北行驶的 1900 kg 汽车相撞。两车卡在一起。 求碰撞后瞬间残骸的方向 θ,以东偏北的角度表示。

m1 = 1700 kgv1 = 13 m/s (E)m2 = 1900 kgv2 = 22 m/s (N)
θ = °
13.刚体转动中等
v = ?1 kgL = 2.1 mm = 4 kg

质量为 4 kg、长为 2.1 m 的均匀细杆一端铰接,在水平位置从静止释放。 一个质量为 1 kg 的小球固定在它的自由端。 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 = 4 kgL = 2.1 mmball = 1 kgg = 9.81 m/s²
v = m/s
14.刚体转动困难
100 m/s10 g0.44 mL = 0.6 m8 kg

质量为 8 kg、长为 0.6 m 的均匀细杆,从无摩擦的上端枢轴处静止悬挂。一颗 10 g 的子弹以 100 m/s 的速度水平击中杆上枢轴下方 0.44 m 处并留在杆中。 求撞击后瞬间杆的角速度 ω。

M = 8 kgL = 0.6 mm = 10 gv = 100 m/sd = 0.44 m
ω = rad/s
15.齿轮与齿轮系中等
N1​ = 25N2​ = 48

一台 0.75 kW 的电动机以 1440 rpm 运转,驱动一个齿数为 25 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 48 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 = 0.75 kWn1 = 1440 rpmN1 = 25N2 = 48η = 96%
T2 = N·m
16.齿轮与齿轮系困难
d1​ = 200 mmd2​ = 250 mm960 rpmC = 600 mmθ = ?

一条开口皮带连接一个 200 mm 的带轮和一个 250 mm 的带轮,二者中心相距 600 mm。求小带轮上的包角 θ,单位为度。

d1 = 200 mmd2 = 250 mmC = 600 mm
θ = °
17.弹簧与单摆中等
L = ?

要使单摆的周期为 1.5 s,摆长应为多少?取 g = 9.81 m/s²。求 L。

T = 1.5 sg = 9.81 m/s²
L = m
18.弹簧与单摆困难
0.7 kgk = 70 N/mA = 5 cm

一个 0.7 kg 的物体连在 k = 70 N/m 的弹簧上,从平衡位置拉开 5 cm 后释放。 求它的最大加速度 amax。

m = 0.7 kgk = 70 N/mA = 5 cm
amax = m/s²
19.机械振动中等
k = 200 kN/mc = 5370 N·s/mm = 100 kg

一个 100 kg 的质量块由刚度为 200 kN/m 的弹簧和阻尼系数为 5370 N·s/m 的黏性阻尼器支承。求阻尼比 ζ。

m = 100 kgk = 200 kN/mc = 5370 N·s/m
ζ =
20.机械振动困难
k1​ = 10k2​ = 20k3​ = 20m = 5 kg

一个 5 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 = 10 kN/m 和 k₂ = 20 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 = 10 kN/mk2 = 20 kN/mk3 = 20 kN/m
fn = Hz

3溶液

1.运动学

答案: s = 11.16 m

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 = 45/3.6 = 12.5 m/s

制动距离

0 = v₀² − 2·a·s → s = v₀²/(2a) = 12.5²/(2·7) = 11.16 m

答案

s = 11.16 m
2.运动学

答案: hmax = 51.51 m

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。

高出屋顶的高度

0 = v₀² − 2·g·Δh → Δh = 18²/(2·9.81) = 16.51 m

离地面的高度

hmax = 35 + 16.51 = 51.51 m

答案

hmax = 51.51 m
3.牛顿定律

答案: μ = 0.09947

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) = 11²/(2·62) = 0.9758 m/s²

摩擦因数

μ·m·g = m·a → μ = a/g = 0.9758/9.81 = 0.09947

答案

μ = 0.09947
4.牛顿定律

答案: T = 42.92 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 = 49.05 N
m₁·g·sin θ = 34.33 N
μ·m₁·g·cos θ = 0 N

系统的加速度

a = (49.05 − 34.33 − 0)/12 = 1.226 m/s²

由悬挂物求拉力

m2·g − T = m2·a → T = 5·(9.81 − 1.226) = 42.92 N

答案

T = 42.92 N
5.抛体运动

答案: v0 = 47.04 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.

从射程公式求 v₀

v₀ = √(g·R/sin 2θ) = √(9.81·145/sin 140°) = 47.04 m/s

答案

v0 = 47.04 m/s
6.抛体运动

答案: x = 104.3 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 = 25.28 m/s, vy = 21.21 m/s

落到屋顶的时间

较大的根:球正在下降。

4 = 21.21·t − 4.905·t²
t = (21.21 + √(21.21² − 2·9.81·4))/9.81 = 4.127 s

水平距离

x = vx·t = 25.28·4.127 = 104.3 m

答案

x = 104.3 m
7.圆周运动

答案: vmax = 23.23 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.

法向力为零

m·g = m·v²/r → v = √(g·r) = √(9.81·55) = 23.23 m/s

答案

vmax = 23.23 m/s
(83.62 km/h)
8.圆周运动

答案: Ttop = 78.32 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 = 11.5² − 4·9.81·0.9 = 96.93 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 = 0.8·96.93/0.9 − 0.8·9.81 = 78.32 N

答案

Ttop = 78.32 N
9.功和能

答案: P = 31.64 kW

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)。 功率等于力乘以速度:P = F·v。

驱动力

m·g = 1800·9.81 = 17658 N
mg·sin θ = 17658·sin 4° = 1232 N
F = 1232 + 350 = 1582 N

功率

v = 72/3.6 = 20 m/s
P = F·v = 1582·20 = 31635 W = 31.64 kW

答案

P = 31.64 kW
10.功和能

答案: v = 5.326 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)。

沿斜面方向的力

m·g = 10·9.81 = 98.1 N
mg·sin θ = 41.46 N
μ·mg·cos θ = 17.78 N

功–能关系

½mv² = (75 − 59.24)·9 = 141.8 J
v = √(2·141.8/10) = 5.326 m/s

答案

v = 5.326 m/s
11.动量与碰撞

答案: v′2 = 23.67 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 = 20·29 = 580 kg·m/s

碰撞后的动量

580 = 5·45 + 15·v′2
v′2 = (580 − 225)/15 = 23.67 m/s

答案

v′2 = 23.67 m/s
12.动量与碰撞

答案: θ = 62.13 °

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.

动量分量

px = 1700·13 = 22100 kg·m/s
py = 1900·22 = 41800 kg·m/s

方向

tan θ = py/px = 1.891 → θ = 62.13°

答案

θ = 62.13°
13.刚体转动

答案: v = 7.278 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 + mball·g·L = 4·9.81·1.05 + 1·9.81·2.1 = 61.8 J

对销钉的转动惯量

IO = m·L²/3 + mball·L² = 5.88 + 4.41 = 10.29 kg·m²

能量衡算

½·IO·ω² = 61.8 → ω = √(2·61.8/10.29) = 3.466 rad/s
v = ω·L = 3.466·2.1 = 7.278 m/s

答案

v = 7.278 m/s
14.刚体转动

答案: ω = 0.4574 rad/s

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 = 8·0.6²/3 + 0.01·0.44² = 0.9619 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 = 0.01·100·0.44/0.9619 = 0.4574 rad/s

答案

ω = 0.4574 rad/s
15.齿轮与齿轮系

答案: T2 = 9.167 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·1440/60 = 150.8 rad/s
T1 = P/ω₁ = 750/150.8 = 4.974 N·m

输出扭矩

T2 = 4.974·48/25·0.96 = 9.167 N·m

答案

T2 = 9.167 N·m
16.齿轮与齿轮系

答案: θ = 175.2 °

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。

皮带角

asin(0.04167) = 2.388°

包角

θ = 180 − 2·2.388 = 175.2°

答案

θ = 175.2°
17.弹簧与单摆

答案: L = 0.5591 m

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。

求摆长

L = g·(T/2π)² = 9.81·(1.5/2π)² = 0.5591 m

答案

L = 0.5591 m
18.弹簧与单摆

答案: amax = 5 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 = √(70/0.7) = 10 rad/s

最大加速度

amax = A·ω² = 0.05·10² = 5 m/s²

答案

amax = 5 m/s²
19.机械振动

答案: ζ = 0.6004

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。

临界阻尼

cc = 2·√(k·m) = 2·√(200000·100) = 8944 N·s/m

阻尼比

ζ = c/cc = 5370/8944 = 0.6004

答案

ζ = 0.6004

ζ < 1,所以系统为欠阻尼,在衰减的同时振荡。

20.机械振动

答案: fn = 7.797 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 = 10 + 20 = 30 kN/m
keq = 30·20/(30 + 20) = 12 kN/m

固有频率

ωn = √(12000/5) = 48.99 rad/s
fn = 48.99/(2π) = 7.797 Hz

答案

fn = 7.797 Hz

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