ล้อช่วยแรงมวล 60 kg ที่มีรัศมีไจเรชัน 0.55 m ถูกเร่งสม่ำเสมอจาก 300 rpm เป็น 2000 rpm ใช้เวลา 7 s ไม่คิดแรงเสียดทาน จงหาแรงบิดคงที่ T ที่ต้องใช้
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m = 60 kgk = 0.55 mn1 = 300 rpmn2 = 2000 rpmt = 7 s
T = N·m
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 1 kg ยาว 0.6 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.3 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 1 kgL = 0.6 md = 0.3 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 2.5 kg ยาว 2.4 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและปล่อยจากหยุดนิ่งในตำแหน่งแนวนอน ไม่คิดแรงเสียดทานและใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็ว v ของปลายอิสระขณะแท่งแกว่งผ่านตำแหน่งแนวดิ่ง
m = 2.5 kgL = 2.4 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ปานกลาง
เพลาส่งกำลัง 5.5 kW ที่ 2400 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
P = 5.5 kWn = 2400 rpm
T = N·m
5.ยาก
ทรงกระบอกตัน เริ่มจากหยุดนิ่งและกลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 10° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² รัศมีของมันคือ 0.1 m จงหาความเร็วเชิงมุม ω ของมันหลังกลิ้งไปตามทางลาด 5.5 m
θ = 10°s = 5.5 mI = ½·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.1 m
ω = rad/s
6.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 10.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 5.5 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 10.5 kgv = 5.5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
เฉลย
- 1. T = 461.6 N·m
- 2. IO = 0.12 kg·m²
- 3. v = 8.404 m/s
- 4. T = 21.88 N·m
- 5. ω = 35.34 rad/s
- 6. p = 40 %
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com