เพื่อความสบายของผู้โดยสาร ความเร่งสู่ศูนย์กลางบนทางโค้งรถไฟต้องไม่เกิน 1.5 m/s² รัศมีที่น้อยที่สุด rmin ของทางโค้งที่รถผ่านด้วย 200 km/h เป็นเท่าใด
ใบงาน การเคลื่อนที่เป็นวงกลม พร้อมเฉลย
ก้อนหินมวล 1.1 kg ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวนอนรัศมี 0.7 m บนโต๊ะเรียบราบ ถูกยึดด้วยเชือกที่ขาดเมื่อแรงตึง 190 N จงหาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่ก้อนหินมีได้
ในเครื่องเล่นโรเตอร์ในงานรื่นเริง ผู้เล่นยืนพิงผนังของกระบอกแนวดิ่งรัศมี 2 m เมื่อหมุนเร็วพอ พื้นจะเลื่อนลงและแรงเสียดทานพยุงผู้เล่นไว้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคือ 0.3 ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราการหมุนที่น้อยที่สุด n ในหน่วยรอบต่อนาที
วิศวกรถนนต้องการให้รถผ่านทางโค้งรัศมี 240 m ด้วย 80 km/h โดยไม่ต้องอาศัยแรงเสียดทาน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหามุมเอียง θ
ทางโค้งรัศมี 70 m เอียง 20° และสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตระหว่างยางกับถนนคือ 0.3 ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็วต่ำสุด vmin ที่รถผ่านทางโค้งได้โดยไม่ไถลลงตามทางเอียง
ลูกบอลผูกกับเชือกยาว 1 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² อัตราเร็วต่ำสุด vmin ที่จุดสูงสุดที่ทำให้เชือกยังตึงอยู่พอดีคือเท่าใด
เฉลย
- 1. rmin = 2058 m
- 2. vmax = 11 m/s
- 3. n = 38.61 rpm
- 4. θ = 11.85 °
- 5. vmin = 6.293 m/s
- 6. vmin = 3.132 m/s
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com