ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (2.5 kg ยาว 0.4 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 4 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 0.5 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 2.5 kgL = 0.4 mmdisc = 4 kgr = 0.1 md = 0.5 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 3.5 kg ยาว 2.5 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.45 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 3.5 kgL = 2.5 md = 0.45 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 6 kg ยาว 0.7 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและปล่อยจากหยุดนิ่งในตำแหน่งแนวนอน ไม่คิดแรงเสียดทานและใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็ว v ของปลายอิสระขณะแท่งแกว่งผ่านตำแหน่งแนวดิ่ง
m = 6 kgL = 0.7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 870 N·m ที่ 500 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 870 N·mn = 500 rpm
P = kW
5.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 6 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 6.5 m/s จงหาพลังงานจลน์การหมุน Erot ของมัน
m = 6 kgv = 6.5 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J
6.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 7 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 3.5 m/s จงหาพลังงานจลน์การหมุน Erot ของมัน
m = 7 kgv = 3.5 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J
เฉลย
- 1. IO = 1.153 kg·m²
- 2. IO = 2.532 kg·m²
- 3. v = 4.539 m/s
- 4. P = 45.55 kW
- 5. Erot = 84.5 J
- 6. Erot = 28.58 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com