ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (4.5 kg ยาว 0.9 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีทรงกลมตันมวล 3 kg รัศมี 0.25 m ยึดที่ปลายล่าง จุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ต่ำกว่า O 1.15 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 4.5 kgL = 0.9 mmsphere = 3 kgr = 0.25 md = 1.15 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 5.5 kg ยาว 2.6 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.95 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 5.5 kgL = 2.6 md = 0.95 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
เพลาส่งกำลัง 129.5 kW ที่ 1900 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
P = 129.5 kWn = 1900 rpm
T = N·m
4.ปานกลาง
มอเตอร์ทำให้ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 4.5 kg·m² เร่งจากหยุดนิ่งเป็น 2000 rpm ใน 38 s ไม่คิดการสูญเสีย จงหากำลังเฉลี่ย Pavg ที่มันจ่าย ใน kW
I = 4.5 kg·m²n = 2000 rpmt = 38 s
Pavg = kW
5.ยาก
คนหนึ่งยืนบนแท่นหมุนไร้แรงเสียดทานและถือดัมเบลล์มวล 2.5 kg มือละอัน ห่างจากแกน 0.6 m ตัวคนกับแท่นหมุนเพียงอย่างเดียวมีโมเมนต์ความเฉื่อย 5 kg·m² รอบแกน พวกเขาหมุนที่ 20 rpm จากนั้นดึงดัมเบลล์เข้ามาที่ระยะ 0.15 m จากแกน ให้ถือดัมเบลล์เป็นมวลจุด จงหาอัตราเร็วใหม่ n2 ใน rpm
I0 = 5 kg·m²m = 2 × 2.5 kgr1 = 0.6 mr2 = 0.15 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm
6.ยาก
ทรงกลมตัน มวล 4 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 8 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 4 kgv = 8 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J
เฉลย
- 1. IO = 5.257 kg·m²
- 2. IO = 8.062 kg·m²
- 3. T = 650.9 N·m
- 4. Pavg = 2.597 kW
- 5. n2 = 26.6 rpm
- 6. Ek = 179.2 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com