ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (1 kg ยาว 1 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีทรงกลมตันมวล 5.5 kg รัศมี 0.2 m ยึดที่ปลายล่าง จุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ต่ำกว่า O 1.2 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 1 kgL = 1 mmsphere = 5.5 kgr = 0.2 md = 1.2 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงมวล 90 kg ที่มีรัศมีไจเรชัน 0.45 m ถูกเร่งสม่ำเสมอจาก 400 rpm เป็น 2100 rpm ใช้เวลา 9 s ไม่คิดแรงเสียดทาน จงหาแรงบิดคงที่ T ที่ต้องใช้
m = 90 kgk = 0.45 mn1 = 400 rpmn2 = 2100 rpmt = 9 s
T = N·m
3.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 1890 N·m ที่ 1100 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 1890 N·mn = 1100 rpm
P = kW
4.ปานกลาง
ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 22.5 kg·m² หมุนที่ 2200 rpm เบรกให้แรงบิดเสียดทานคงที่ 85 N·m ใช้เวลานานเท่าใด t จึงหยุด
I = 22.5 kg·m²n = 2200 rpmTb = 85 N·m
t = s
5.ยาก
ทรงกระบอกตัน มวล 16.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 7.5 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 16.5 kgv = 7.5 m/sI = ½·m·r²
p = %
6.ยาก
ทรงกลมตัน กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 30° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² มันเริ่มจากหยุดนิ่ง ใช้เวลานานเท่าใด t จึงกลิ้งลงทางลาด 9 m
θ = 30°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 9 m
t = s
เฉลย
- 1. IO = 8.341 kg·m²
- 2. T = 360.5 N·m
- 3. P = 217.7 kW
- 4. t = 60.98 s
- 5. p = 33.33 %
- 6. t = 2.267 s
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com