ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (5 kg ยาว 1.4 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีทรงกลมตันมวล 8.5 kg รัศมี 0.05 m ยึดที่ปลายล่าง จุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ต่ำกว่า O 1.45 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 5 kgL = 1.4 mmsphere = 8.5 kgr = 0.05 md = 1.45 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 11 kg ยาว 2.8 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.75 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 11 kgL = 2.8 md = 0.75 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 12.5 kg ยาว 0.9 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและจับให้อยู่ในแนวนอน ปล่อยจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่งเชิงมุม α ทันทีหลังปล่อย
m = 12.5 kgL = 0.9 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 16.5 kg ยาว 1 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและจับให้อยู่ในแนวนอน ปล่อยจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงในแนวดิ่ง R ที่หมุดกระทำต่อแท่งทันทีหลังปล่อย
m = 16.5 kgL = 1 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.ยาก
ทรงกลมตัน มวล 9.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 7.5 m/s จงหาพลังงานจลน์การหมุน Erot ของมัน
m = 9.5 kgv = 7.5 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J
6.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 15 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 9.5 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 15 kgv = 9.5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
เฉลย
- 1. IO = 21.15 kg·m²
- 2. IO = 13.37 kg·m²
- 3. α = 16.35 rad/s²
- 4. R = 40.47 N
- 5. Erot = 106.9 J
- 6. p = 40 %
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com