ก้อนหินมวล 0.6 kg ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวนอนรัศมี 1.8 m บนโต๊ะเรียบราบ ถูกยึดด้วยเชือกที่ขาดเมื่อแรงตึง 10 N จงหาอัตราเร็วสูงสุด vmax ที่ก้อนหินมีได้
ใบงาน การเคลื่อนที่เป็นวงกลม พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m = 0.6 kgr = 1.8 mTmax = 10 N
vmax = m/s
2.ง่าย
รถยนต์มวล 1700 kg วิ่งผ่านทางโค้งราบรัศมี 40 m ด้วยอัตราเร็วคงที่ 28 m/s หาความเร่งสู่ศูนย์กลาง ac ของรถ
m = 1700 kgv = 28 m/sr = 40 m
ac = m/s²
3.ปานกลาง
รถขับข้ามยอดเนินบนถนนซึ่งเป็นส่วนโค้งวงกลมรัศมี 100 m ใช้ g = 9.81 m/s² ที่อัตราเร็วเกินเท่าใด vmax ล้อจะลอยพ้นถนนที่จุดสูงสุด
r = 100 mg = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ปานกลาง
รถขับข้ามยอดเนินบนถนนซึ่งเป็นส่วนโค้งวงกลมรัศมี 35 m ใช้ g = 9.81 m/s² ที่อัตราเร็วเกินเท่าใด vmax ล้อจะลอยพ้นถนนที่จุดสูงสุด
r = 35 mg = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.ยาก
รถเข็นเล็กถูกปล่อยจากหยุดนิ่งบนรางไร้แรงเสียดทานและวิ่งเข้าสู่ลูปแนวดิ่งรัศมี 4.5 m ต้องเริ่มจากความสูงต่ำสุด hmin เหนือฐานของลูปเท่าใดจึงจะอยู่บนรางที่จุดสูงสุดของลูป
R = 4.5 mv₀ = 0
hmin = m
6.ยาก
ลูกบอลมวล 0.9 kg ผูกกับเชือกยาว 1.4 m ถูกเหวี่ยงเป็นวงกลมแนวดิ่ง ที่จุดต่ำสุดมันเคลื่อนที่ด้วย 6.5 m/s ใช้ g = 9.81 m/s² หาแรงตึง T ในเชือกที่จุดต่ำสุด
m = 0.9 kgr = 1.4 mv = 6.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
เฉลย
- 1. vmax = 5.477 m/s
- 2. ac = 19.6 m/s²
- 3. vmax = 31.32 m/s
- 4. vmax = 18.53 m/s
- 5. hmin = 11.25 m
- 6. T = 35.99 N
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com