ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (1 kg ยาว 0.8 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 6.5 kg รัศมี 0.25 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 1.05 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 1 kgL = 0.8 mmdisc = 6.5 kgr = 0.25 md = 1.05 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงมวล 100 kg ที่มีรัศมีไจเรชัน 0.25 m ถูกเร่งสม่ำเสมอจากหยุดนิ่งเป็น 1400 rpm แรงบิดขับเคลื่อนคงที่ 100 N·m และไม่คิดแรงเสียดทาน ใช้เวลานานเท่าใด t
m = 100 kgk = 0.25 mn1 = 0 rpmn2 = 1400 rpmT = 100 N·m
t = s
3.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 1670 N·m ที่ 1200 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 1670 N·mn = 1200 rpm
P = kW
4.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 19 kg ยาว 0.7 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและจับให้อยู่ในแนวนอน ปล่อยจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่งเชิงมุม α ทันทีหลังปล่อย
m = 19 kgL = 0.7 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
5.ยาก
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 3 kg ยาว 1.7 m ห้อยนิ่งจากจุดหมุนไร้แรงเสียดทานที่ปลายบน กระสุน 45 g เคลื่อนที่ในแนวนอนด้วย 180 m/s ชนแท่งที่ตำแหน่งต่ำกว่าจุดหมุน 1.58 m และฝังอยู่ในนั้น จงหาความเร็วเชิงมุม ω ของแท่งทันทีหลังการชน
M = 3 kgL = 1.7 mm = 45 gv = 180 m/sd = 1.58 m
ω = rad/s
6.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 3.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 5 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 3.5 kgv = 5 m/sI = (2/3)·m·r²
Ek = J
เฉลย
- 1. IO = 7.583 kg·m²
- 2. t = 9.163 s
- 3. P = 209.9 kW
- 4. α = 21.02 rad/s²
- 5. ω = 4.263 rad/s
- 6. Ek = 72.92 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com