ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (0.5 kg ยาว 1.3 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 9 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 1.4 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 0.5 kgL = 1.3 mmdisc = 9 kgr = 0.1 md = 1.4 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงเป็นจานตันสม่ำเสมอมวล 20 kg รัศมี 0.8 m มันหมุนที่ 2100 rpm จงหาพลังงานจลน์ Ek ของมันใน kJ
M = 20 kgR = 0.8 mn = 2100 rpm
Ek = kJ
3.ปานกลาง
ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 18 kg·m² หมุนที่ 1300 rpm เบรกให้แรงบิดเสียดทานคงที่ 125 N·m ล้อช่วยแรงหมุนกี่รอบ N ก่อนหยุด
I = 18 kg·m²n = 1300 rpmTb = 125 N·m
N = rev
4.ปานกลาง
ก้อนมวล 1.5 kg ห้อยจากเชือกเบาที่พันรอบรอก ซึ่งเป็นจานตันสม่ำเสมอมวล 12.5 kg รัศมี 0.4 m ที่หมุนบนแกนนอนไร้แรงเสียดทาน ปล่อยก้อนมวลจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่ง a ของก้อนมวล
m = 1.5 kgM = 12.5 kgR = 0.4 mg = 9.81 m/s²
a = m/s²
5.ยาก
ทรงกระบอกตัน เริ่มจากหยุดนิ่งและกลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 15° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาอัตราเร็ว v ของมันหลังกลิ้งไปตามทางลาด 7 m
θ = 15°s = 7 mI = ½·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.ยาก
ทรงกระบอกตัน มวล 11 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 3.5 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 11 kgv = 3.5 m/sI = ½·m·r²
p = %
เฉลย
- 1. IO = 17.97 kg·m²
- 2. Ek = 154.8 kJ
- 3. N = 212.4 rev
- 4. a = 1.899 m/s²
- 5. v = 4.868 m/s
- 6. p = 33.33 %
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com