ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (3.5 kg ยาว 0.8 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 6.5 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 0.9 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 3.5 kgL = 0.8 mmdisc = 6.5 kgr = 0.1 md = 0.9 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงเป็นจานตันสม่ำเสมอมวล 170 kg รัศมี 0.75 m มันหมุนที่ 2000 rpm จงหาพลังงานจลน์ Ek ของมันใน kJ
M = 170 kgR = 0.75 mn = 2000 rpm
Ek = kJ
3.ปานกลาง
เพลาส่งกำลัง 49 kW ที่ 800 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
P = 49 kWn = 800 rpm
T = N·m
4.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 3 kg ยาว 2.6 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและจับให้อยู่ในแนวนอน ปล่อยจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงในแนวดิ่ง R ที่หมุดกระทำต่อแท่งทันทีหลังปล่อย
m = 3 kgL = 2.6 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.ยาก
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 3.5 kg ยาว 1.2 m ห้อยนิ่งจากจุดหมุนไร้แรงเสียดทานที่ปลายบน กระสุน 45 g เคลื่อนที่ในแนวนอนด้วย 420 m/s ชนแท่งที่ตำแหน่งต่ำกว่าจุดหมุน 0.58 m และฝังอยู่ในนั้น จงหาความเร็วเชิงมุม ω ของแท่งทันทีหลังการชน
M = 3.5 kgL = 1.2 mm = 45 gv = 420 m/sd = 0.58 m
ω = rad/s
6.ยาก
ห่วงบาง เริ่มจากหยุดนิ่งและกลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 40° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็ว v ของมันหลังกลิ้งไปตามทางลาด 1 m
θ = 40°s = 1 mI = m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
เฉลย
- 1. IO = 6.044 kg·m²
- 2. Ek = 1049 kJ
- 3. T = 584.9 N·m
- 4. R = 7.358 N
- 5. ω = 6.467 rad/s
- 6. v = 2.511 m/s
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com