ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (1 kg ยาว 0.5 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีทรงกลมตันมวล 1.5 kg รัศมี 0.25 m ยึดที่ปลายล่าง จุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ต่ำกว่า O 0.75 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 1 kgL = 0.5 mmsphere = 1.5 kgr = 0.25 md = 0.75 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 2.5 kg ยาว 1.6 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.25 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 2.5 kgL = 1.6 md = 0.25 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 33.5 kg·m² หมุนที่ 2300 rpm เบรกให้แรงบิดเสียดทานคงที่ 75 N·m ล้อช่วยแรงหมุนกี่รอบ N ก่อนหยุด
I = 33.5 kg·m²n = 2300 rpmTb = 75 N·m
N = rev
4.ปานกลาง
เพลาส่งกำลัง 181 kW ที่ 1200 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
P = 181 kWn = 1200 rpm
T = N·m
5.ยาก
ทรงกลมตัน มวล 4.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 4 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 4.5 kgv = 4 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %
6.ยาก
ทรงกลมกลวง กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 30° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่น้อยที่สุด μs ที่ป้องกันไม่ให้มันไถล
θ = 30°I = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²
μs =
เฉลย
- 1. IO = 0.9646 kg·m²
- 2. IO = 0.6896 kg·m²
- 3. N = 2062 rev
- 4. T = 1440 N·m
- 5. p = 28.57 %
- 6. μs = 0.2309
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com