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Aufgabenstellung:

AbbildungEine Rolle mit der Masse und dem Radius ist über eine drehbare masselose Rolle mit einem Seil aufgehängt, das über eine Feder einseitig elastisch gelagert ist (Federrate ). An der Rolle ist eine zweite Masse über eine zweite Feder befestigt.

Berechnen Sie die Eigenfrequenzen und Eigenschwingformen unter Verwendung der eingezeichneten Koordinaten.

Gegeben:
Massen und mit

Radius der Rolle mit der Masse Federrate

Lösungsweg:

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Aufstellen der Bewegungsgleichung mit Drehung um den linken Aufhängepunkt:

In Matrixform:

Eigenwerte:

Bestimmung von :

Damit :

Es folgt mit :

Eigenformen:

Eigenvektoren: 

Lösung: