ก้อนหินมวล 1.2 kg ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวนอนรัศมี 0.5 m บนโต๊ะเรียบราบ ถูกยึดด้วยเชือกที่ขาดเมื่อแรงตึง 70 N จงหาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่ก้อนหินมีได้
ใบงาน การเคลื่อนที่เป็นวงกลม พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m = 1.2 kgr = 0.5 mTmax = 70 N
vmax = m/s
2.ง่าย
รถยนต์มวล 700 kg วิ่งผ่านทางโค้งราบรัศมี 160 m ด้วยอัตราเร็วคงที่ 28 m/s หาความเร่งสู่ศูนย์กลาง ac ของรถ
m = 700 kgv = 28 m/sr = 160 m
ac = m/s²
3.ปานกลาง
ทางโค้งรัศมี 100 m เอียง 8° รถผ่านได้ด้วยอัตราเร็ว v เท่าใดโดยไม่ต้องอาศัยแรงเสียดทานเลย ใช้ g = 9.81 m/s²
r = 100 mθ = 8°g = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ปานกลาง
รถยนต์วิ่งผ่านทางโค้งราบรัศมี 115 m สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตระหว่างยางกับถนนคือ 0.4 ใช้ g = 9.81 m/s² หาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่รถผ่านโค้งได้โดยไม่ไถล
r = 115 mμs = 0.4g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.ยาก
ลูกบอลผูกกับเชือกยาว 0.5 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² อัตราเร็วต่ำสุด vmin ที่จุดสูงสุดที่ทำให้เชือกยังตึงอยู่พอดีคือเท่าใด
r = 0.5 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
6.ยาก
ลูกบอลมวล 1.1 kg บนเชือกเบายาว 0.9 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ที่จุดต่ำสุดอัตราเร็วของมันคือ 12 m/s ไม่คิดแรงต้านอากาศและใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงตึง Ttop ในเชือกที่จุดสูงสุด
m = 1.1 kgr = 0.9 mvbottom = 12 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
เฉลย
- 1. vmax = 5.401 m/s
- 2. ac = 4.9 m/s²
- 3. v = 11.74 m/s
- 4. vmax = 21.24 m/s
- 5. vmin = 2.215 m/s
- 6. Ttop = 122 N
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com