ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (3 kg ยาว 1 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 3 kg รัศมี 0.05 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 1.05 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 3 kgL = 1 mmdisc = 3 kgr = 0.05 md = 1.05 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงมวล 240 kg มีรัศมีไจเรชัน 0.3 m รอบแกนของมัน มันหมุนที่ 1300 rpm จงหาพลังงานจลน์ Ek ของมันใน kJ
M = 240 kgk = 0.3 mn = 1300 rpm
Ek = kJ
3.ปานกลาง
ก้อนมวล 7 kg ห้อยจากเชือกเบาที่พันรอบรอก ซึ่งเป็นจานตันสม่ำเสมอมวล 5.5 kg รัศมี 0.2 m ที่หมุนบนแกนนอนไร้แรงเสียดทาน ปล่อยก้อนมวลจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่งเชิงมุม α ของรอก
m = 7 kgM = 5.5 kgR = 0.2 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ปานกลาง
มอเตอร์ทำให้ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 24 kg·m² เร่งจากหยุดนิ่งเป็น 300 rpm ใน 21 s ไม่คิดการสูญเสีย จงหากำลังเฉลี่ย Pavg ที่มันจ่าย ใน kW
I = 24 kg·m²n = 300 rpmt = 21 s
Pavg = kW
5.ยาก
ทรงกลมกลวง กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 30° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² มันเริ่มจากหยุดนิ่ง ใช้เวลานานเท่าใด t จึงกลิ้งลงทางลาด 4.5 m
θ = 30°I = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 4.5 m
t = s
6.ยาก
ห่วงบาง มวล 17.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 1.5 m/s จงหาพลังงานจลน์การหมุน Erot ของมัน
m = 17.5 kgv = 1.5 m/sI = m·r²
Erot = J
เฉลย
- 1. IO = 4.311 kg·m²
- 2. Ek = 200.2 kJ
- 3. α = 35.22 rad/s²
- 4. Pavg = 0.564 kW
- 5. t = 1.749 s
- 6. Erot = 19.69 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com