ล้อช่วยแรงมวล 100 kg ที่มีรัศมีไจเรชัน 0.45 m ถูกเร่งสม่ำเสมอจาก 200 rpm เป็น 700 rpm ใช้เวลา 30 s ไม่คิดแรงเสียดทาน จงหาแรงบิดคงที่ T ที่ต้องใช้
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m = 100 kgk = 0.45 mn1 = 200 rpmn2 = 700 rpmt = 30 s
T = N·m
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 7.5 kg ยาว 2.9 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.65 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 7.5 kgL = 2.9 md = 0.65 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
ก้อนมวล 2.5 kg ห้อยจากเชือกเบาที่พันรอบรอก ซึ่งเป็นจานตันสม่ำเสมอมวล 9.5 kg รัศมี 0.2 m ที่หมุนบนแกนนอนไร้แรงเสียดทาน ปล่อยก้อนมวลจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงตึง T ในเชือก
m = 2.5 kgM = 9.5 kgR = 0.2 mg = 9.81 m/s²
T = N
4.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 1830 N·m ที่ 1800 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 1830 N·mn = 1800 rpm
P = kW
5.ยาก
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 5 kg ยาว 1.6 m ห้อยนิ่งจากจุดหมุนไร้แรงเสียดทานที่ปลายบน กระสุน 40 g เคลื่อนที่ในแนวนอนด้วย 220 m/s ชนแท่งที่ตำแหน่งต่ำกว่าจุดหมุน 0.99 m และฝังอยู่ในนั้น จงหาความเร็วเชิงมุม ω ของแท่งทันทีหลังการชน
M = 5 kgL = 1.6 mm = 40 gv = 220 m/sd = 0.99 m
ω = rad/s
6.ยาก
ห่วงบาง มวล 3 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 1.5 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 3 kgv = 1.5 m/sI = m·r²
Ek = J
เฉลย
- 1. T = 35.34 N·m
- 2. IO = 8.425 kg·m²
- 3. T = 16.07 N
- 4. P = 344.9 kW
- 5. ω = 2.023 rad/s
- 6. Ek = 6.75 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com