ก้อนหินมวล 1.6 kg ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวนอนรัศมี 1.8 m บนโต๊ะเรียบราบ ถูกยึดด้วยเชือกที่ขาดเมื่อแรงตึง 130 N จงหาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่ก้อนหินมีได้
ใบงาน การเคลื่อนที่เป็นวงกลม พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m = 1.6 kgr = 1.8 mTmax = 130 N
vmax = m/s
2.ง่าย
รถยนต์มวล 800 kg วิ่งผ่านทางโค้งราบรัศมี 160 m ด้วยอัตราเร็วคงที่ 27 m/s หาความเร่งสู่ศูนย์กลาง ac ของรถ
m = 800 kgv = 27 m/sr = 160 m
ac = m/s²
3.ปานกลาง
ทางโค้งรัศมี 320 m เอียง 18° รถผ่านได้ด้วยอัตราเร็ว v เท่าใดโดยไม่ต้องอาศัยแรงเสียดทานเลย ใช้ g = 9.81 m/s²
r = 320 mθ = 18°g = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ปานกลาง
รถยนต์วิ่งผ่านทางโค้งราบรัศมี 145 m สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตระหว่างยางกับถนนคือ 0.8 ใช้ g = 9.81 m/s² หาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่รถผ่านโค้งได้โดยไม่ไถล
r = 145 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.ยาก
ลูกบอลมวล 1.8 kg บนเชือกเบายาว 0.5 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ที่จุดต่ำสุดอัตราเร็วของมันคือ 9 m/s ไม่คิดแรงต้านอากาศและใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงตึง Ttop ในเชือกที่จุดสูงสุด
m = 1.8 kgr = 0.5 mvbottom = 9 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
6.ยาก
ลูกบอลมวล 1.1 kg ผูกกับเชือกยาว 1.1 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ที่จุดต่ำสุดมันเคลื่อนที่ด้วย 8 m/s ใช้ g = 9.81 m/s² หาแรงตึง T ในเชือกที่จุดต่ำสุด
m = 1.1 kgr = 1.1 mv = 8 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
เฉลย
- 1. vmax = 12.09 m/s
- 2. ac = 4.556 m/s²
- 3. v = 31.94 m/s
- 4. vmax = 33.73 m/s
- 5. Ttop = 203.3 N
- 6. T = 74.79 N
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com