1.ง่าย
เพื่อความสบายของผู้โดยสาร ความเร่งสู่ศูนย์กลางบนทางโค้งรถไฟต้องไม่เกิน 2 m/s² รัศมีที่น้อยที่สุด rmin ของทางโค้งที่รถผ่านด้วย 160 km/h เป็นเท่าใด
v = 160 km/hamax = 2 m/s²
rmin = m
ใบงาน การเคลื่อนที่เป็นวงกลม พร้อมเฉลย
2.ง่าย
วัตถุเล็กวางห่างจากแกนของจานที่หมุนอย่างสม่ำเสมอ 90 รอบต่อนาที เป็นระยะ 15 cm จงหาอัตราเร็ว v ของวัตถุ
n = 90 rpmr = 0.15 m
v = m/s
3.ปานกลาง
ในเครื่องเล่นโรเตอร์ในงานรื่นเริง ผู้เล่นยืนพิงผนังของกระบอกแนวดิ่งรัศมี 1.8 m เมื่อหมุนเร็วพอ พื้นจะเลื่อนลงและแรงเสียดทานพยุงผู้เล่นไว้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคือ 0.8 ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็วเชิงมุมที่น้อยที่สุด ω ในหน่วย rad/s
r = 1.8 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.ปานกลาง
ทางโค้งรัศมี 330 m เอียง 5° รถผ่านได้ด้วยอัตราเร็ว v เท่าใดโดยไม่ต้องอาศัยแรงเสียดทานเลย ใช้ g = 9.81 m/s²
r = 330 mθ = 5°g = 9.81 m/s²
v = m/s
5.ยาก
ลูกบอลมวล 0.9 kg ผูกกับเชือกยาว 0.9 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ที่จุดต่ำสุดมันเคลื่อนที่ด้วย 3 m/s ใช้ g = 9.81 m/s² หาแรงตึง T ในเชือกที่จุดต่ำสุด
m = 0.9 kgr = 0.9 mv = 3 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.ยาก
ลูกบอลมวล 0.7 kg ผูกกับเชือกยาว 1.2 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ที่จุดต่ำสุดมันเคลื่อนที่ด้วย 7 m/s ใช้ g = 9.81 m/s² หาแรงตึง T ในเชือกที่จุดต่ำสุด
m = 0.7 kgr = 1.2 mv = 7 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
เฉลย
- 1. rmin = 987.7 m
- 2. v = 1.414 m/s
- 3. ω = 2.61 rad/s
- 4. v = 16.83 m/s
- 5. T = 17.83 N
- 6. T = 35.45 N
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com