แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 7.5 kg ยาว 1.1 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.45 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m = 7.5 kgL = 1.1 md = 0.45 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงมวล 190 kg ที่มีรัศมีไจเรชัน 0.6 m ถูกเร่งสม่ำเสมอจาก 400 rpm เป็น 2200 rpm ใช้เวลา 22 s ไม่คิดแรงเสียดทาน จงหาแรงบิดคงที่ T ที่ต้องใช้
m = 190 kgk = 0.6 mn1 = 400 rpmn2 = 2200 rpmt = 22 s
T = N·m
3.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 6.5 kg ยาว 1.5 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและปล่อยจากหยุดนิ่งในตำแหน่งแนวนอน ลูกบอลเล็กมวล 4.5 kg ติดอยู่ที่ปลายอิสระของมัน ไม่คิดแรงเสียดทานและใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร็วเชิงมุม ω ของแท่งขณะแกว่งผ่านตำแหน่งแนวดิ่ง
m = 6.5 kgL = 1.5 mmball = 4.5 kgg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 1670 N·m ที่ 1000 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 1670 N·mn = 1000 rpm
P = kW
5.ยาก
ทรงกลมตัน กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 15° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่น้อยที่สุด μs ที่ป้องกันไม่ให้มันไถล
θ = 15°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
μs =
6.ยาก
ทรงกระบอกตัน มวล 19.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 8.5 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 19.5 kgv = 8.5 m/sI = ½·m·r²
Ek = J
เฉลย
- 1. IO = 2.275 kg·m²
- 2. T = 586 N·m
- 3. ω = 3.899 rad/s
- 4. P = 174.9 kW
- 5. μs = 0.07656
- 6. Ek = 1057 J
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com