Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

SME3701 Assignment 01 Due May 2026 |Solid Mechanics IV|

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
13
Cijfer
A+
Geüpload op
28-04-2026
Geschreven in
2025/2026

Comprehensive Study Material; Expert Verified & Exam-Ready This assignment package has been carefully developed to support serious academic preparation. Each solution is thoroughly researched, clearly explained, and backed by credible references giving you not just the answers, but a genuine understanding of the underlying concepts. The material is structured for clarity, making even complex topics approachable without sacrificing depth or accuracy. Whether you're consolidating your knowledge or preparing under time pressure, these resources are designed to help you walk into any exam with confidence.

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

UNIVERSITY OF SOUTH AFRICA
College of Science, Engineering and Technology


⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄⋄


SME3701: Solid Mechanics IV

Assignment 01 — Semester 1, 2026

⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄ ⋄⋄




SME3701
Module Code:
Solid Mechanics IV
Module Name:
01
Assignment Number:
22
Total Marks:




Submitted in partial fulfilment of the requirements for Solid Mechanics IV – UNISA 2026

,UNISA | SME3701 Solid Mechanics IV – Assignment 01



Question 1: Undamped Free Vibration of a Mass–Spring System [22 marks]


Consider a single-degree-of-freedom (SDOF) mass–spring system undergoing undamped free
vibration, as illustrated in Figure 1. The system consists of a mass of 5 kg attached to a spring
with stiffness 2000 N/m. The system is initially displaced by 0.02 m and released from rest
with zero initial velocity. The motion of the system is described by the equation:



x(t) = x0 cos(ωn t)


where ωn is the natural angular frequency.




k




m x(t)

m = 5 kg, k = 2000 N/m, x0 = 0.02 m


Figure 1: Undamped Free Vibration of a Mass–Spring System.




Page 2 of 13

, UNISA | SME3701 Solid Mechanics IV – Assignment 01



1.1 Natural Angular Frequency ωn [3]


Question 1.1: Determine the natural angular frequency ωn of the system using MATLAB.


Step-by-step solution:

Step 1: Recall the formula for natural angular frequency.

For an undamped SDOF mass–spring system, the natural angular frequency is defined as
(Rao, 2018:45):

r
k
ωn = (1)
m

where:

• k = spring stiffness [N/m]
• m = mass [kg]

Step 2: Substitute the given values.

Given: k = 2000 N/m, m = 5 kg.


2000 √
r
ωn = = 400 = 20 rad/s (2)
5

Therefore, the natural angular frequency of the system is:



ωn = 20 rad/s (3)


Step 3: MATLAB implementation.

1 % Define system parameters
2 m = 5; % Mass [ kg ]
3 k = 2000; % Spring stiffness [ N / m ]
4

5 % Calculate natural angular frequency
6 omega_n = sqrt ( k / m ) ;
7


8 % Display result


Page 3 of 13

, UNISA | SME3701 Solid Mechanics IV – Assignment 01



9 fprintf ( ’ Natural angular frequency : omega_n = %.4 f rad / s \ n ’ , omega_n ) ;

Listing 1: MATLAB – Natural Angular Frequency


MATLAB output:


Natural angular frequency: omega_n = 20.0000 rad/s

Implementation Insight
The natural angular frequency ωn = 20 rad/s implies a natural frequency of fn =
ωn /(2π) ≈ 3.18 Hz and a natural period of Tn = 1/fn ≈ 0.314 s. Implying that the
mass completes one full oscillation every 0.314 seconds.




Page 4 of 13

, UNISA | SME3701 Solid Mechanics IV – Assignment 01



1.2 MATLAB Script for Displacement x(t) [2]


Question 1.2 (restated): Develop a MATLAB script to compute the displacement x(t) of
the system.


Step-by-step solution:

Step 1: State the displacement equation.

For an undamped SDOF system released from rest with initial displacement x0 , the equation
of motion yields the solution (Inman, 2014:22):



x(t) = x0 cos(ωn t) (4)


where:

• x0 = 0.02 m (initial displacement)
• ωn = 20 rad/s (natural angular frequency)
• t = time [s]

Step 2: MATLAB script.

1 % System parameters
2 m = 5; % Mass [ kg ]
3 k = 2000; % Spring stiffness [ N / m ]
4 x0 = 0.02; % Initial displacement [ m ]
5 v0 = 0; % Initial velocity [ m / s ]
6


7 % Natural angular frequency
8 omega_n = sqrt ( k / m ) ; % omega_n = 20 rad / s
9

10 % Time vector
11 t = linspace (0 , 5 , 1000) ; % 0 to 5 seconds , 1000 points
12


13 % Displacement equation : x ( t ) = x0 * cos ( omega_n * t )
14 x = x0 .* cos ( omega_n .* t ) ;
15


16 % Display first five values for verification
17 disp ( ’ Time [ s ] Displacement [ m ] ’) ;


Page 5 of 13

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Instelling
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
28 april 2026
Aantal pagina's
13
Geschreven in
2025/2026
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

€4,34
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
BeeNotes teachmetutor
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
313
Lid sinds
11 maanden
Aantal volgers
0
Documenten
861
Laatst verkocht
6 dagen geleden
BeeNotes

BeeNotes: Buzzing Brilliance for Your Studies Discover BeeNotes, where hard-working lecture notes fuel your academic success. Our clear, concise study materials simplify complex topics and help you ace exams. Join the hive and unlock your potential with BeeNotes today!

4,1

39 beoordelingen

5
23
4
4
3
8
2
1
1
3

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen