ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (2 kg ยาว 1.5 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 6.5 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 1.6 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 2 kgL = 1.5 mmdisc = 6.5 kgr = 0.1 md = 1.6 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงมวล 20 kg มีรัศมีไจเรชัน 0.4 m รอบแกนของมัน มันหมุนที่ 1700 rpm จงหาพลังงานจลน์ Ek ของมันใน kJ
M = 20 kgk = 0.4 mn = 1700 rpm
Ek = kJ
3.ปานกลาง
เพลาส่งกำลัง 99.5 kW ที่ 3000 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
P = 99.5 kWn = 3000 rpm
T = N·m
4.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 6.5 kg ยาว 1.9 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและจับให้อยู่ในแนวนอน ปล่อยจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงในแนวดิ่ง R ที่หมุดกระทำต่อแท่งทันทีหลังปล่อย
m = 6.5 kgL = 1.9 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.ยาก
ห่วงบาง เริ่มจากหยุดนิ่งและกลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 40° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็ว v ของมันหลังกลิ้งไปตามทางลาด 5.5 m
θ = 40°s = 5.5 mI = m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.ยาก
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 4 kg ยาว 1.2 m ห้อยนิ่งจากจุดหมุนไร้แรงเสียดทานที่ปลายบน กระสุน 30 g เคลื่อนที่ในแนวนอนด้วย 280 m/s ชนแท่งที่ตำแหน่งต่ำกว่าจุดหมุน 0.93 m และฝังอยู่ในนั้น จงหาความเร็วเชิงมุม ω ของแท่งทันทีหลังการชน
M = 4 kgL = 1.2 mm = 30 gv = 280 m/sd = 0.93 m
ω = rad/s
เฉลย
- 1. IO = 18.17 kg·m²
- 2. Ek = 50.71 kJ
- 3. T = 316.7 N·m
- 4. R = 15.94 N
- 5. v = 5.889 m/s
- 6. ω = 4.014 rad/s
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com