1.ง่าย
รถยนต์มวล 1000 kg วิ่งผ่านทางโค้งราบรัศมี 170 m ด้วยอัตราเร็วคงที่ 20 m/s หาแรงที่ชี้เข้าด้านใน (แรงสู่ศูนย์กลาง) Fc ที่ต้องการ
m = 1000 kgv = 20 m/sr = 170 m
Fc = N
ใบงาน การเคลื่อนที่เป็นวงกลม พร้อมเฉลย
2.ง่าย
ก้อนหินมวล 1.9 kg ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวนอนรัศมี 1.3 m บนโต๊ะเรียบราบ ถูกยึดด้วยเชือกที่ขาดเมื่อแรงตึง 90 N จงหาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่ก้อนหินมีได้
m = 1.9 kgr = 1.3 mTmax = 90 N
vmax = m/s
3.ปานกลาง
ในเครื่องเล่นโรเตอร์ในงานรื่นเริง ผู้เล่นยืนพิงผนังของกระบอกแนวดิ่งรัศมี 2.1 m เมื่อหมุนเร็วพอ พื้นจะเลื่อนลงและแรงเสียดทานพยุงผู้เล่นไว้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคือ 0.6 ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็วเชิงมุมที่น้อยที่สุด ω ในหน่วย rad/s
r = 2.1 mμs = 0.6g = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.ปานกลาง
ในเครื่องเล่นโรเตอร์ในงานรื่นเริง ผู้เล่นยืนพิงผนังของกระบอกแนวดิ่งรัศมี 3 m เมื่อหมุนเร็วพอ พื้นจะเลื่อนลงและแรงเสียดทานพยุงผู้เล่นไว้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคือ 0.5 ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราการหมุนที่น้อยที่สุด n ในหน่วยรอบต่อนาที
r = 3 mμs = 0.5g = 9.81 m/s²
n = rpm
5.ยาก
รถเข็นมวล 3 kg ถูกปล่อยจากหยุดนิ่งที่ความสูง 17.6 m บนรางไร้แรงเสียดทาน และวิ่งผ่านลูปแนวดิ่งรัศมี 5.5 m ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงตั้งฉาก Ntop ของรางที่กระทำต่อรถเข็นที่จุดสูงสุดของลูป
m = 3 kgh = 17.6 mR = 5.5 mg = 9.81 m/s²
Ntop = N
6.ยาก
ทางโค้งรัศมี 100 m เอียง 18° และสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตระหว่างยางกับถนนคือ 0.25 ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่รถผ่านทางโค้งได้โดยไม่ไถลขึ้นและออกนอกทาง
r = 100 mθ = 18°μs = 0.25g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
เฉลย
- 1. Fc = 2353 N
- 2. vmax = 7.847 m/s
- 3. ω = 2.79 rad/s
- 4. n = 24.42 rpm
- 5. Ntop = 41.2 N
- 6. vmax = 24.78 m/s
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com