ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (3 kg ยาว 0.7 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีทรงกลมตันมวล 6 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ต่ำกว่า O 0.8 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 3 kgL = 0.7 mmsphere = 6 kgr = 0.1 md = 0.8 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (0.5 kg ยาว 0.5 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 1 kg รัศมี 0.05 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 0.55 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
mrod = 0.5 kgL = 0.5 mmdisc = 1 kgr = 0.05 md = 0.55 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
ก้อนมวล 2.5 kg ห้อยจากเชือกเบาที่พันรอบรอก ซึ่งเป็นจานตันสม่ำเสมอมวล 7 kg รัศมี 0.15 m ที่หมุนบนแกนนอนไร้แรงเสียดทาน ปล่อยก้อนมวลจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่งเชิงมุม α ของรอก
m = 2.5 kgM = 7 kgR = 0.15 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 200 N·m ที่ 2600 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 200 N·mn = 2600 rpm
P = kW
5.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 3.5 m/s จงหาพลังงานจลน์การหมุน Erot ของมัน
m = 5 kgv = 3.5 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J
6.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 0.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 3.5 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 0.5 kgv = 3.5 m/sI = (2/3)·m·r²
Ek = J
เฉลย
- 1. IO = 4.354 kg·m²
- 2. IO = 0.3454 kg·m²
- 3. α = 27.25 rad/s²
- 4. P = 54.45 kW
- 5. Erot = 20.42 J
- 6. Ek = 5.104 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com