ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (5 kg ยาว 0.6 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 2 kg รัศมี 0.15 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 0.75 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 5 kgL = 0.6 mmdisc = 2 kgr = 0.15 md = 0.75 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ล้อช่วยแรงมวล 130 kg ที่มีรัศมีไจเรชัน 0.45 m ถูกเร่งสม่ำเสมอจากหยุดนิ่งเป็น 800 rpm แรงบิดขับเคลื่อนคงที่ 550 N·m และไม่คิดแรงเสียดทาน ใช้เวลานานเท่าใด t
m = 130 kgk = 0.45 mn1 = 0 rpmn2 = 800 rpmT = 550 N·m
t = s
3.ปานกลาง
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 3.5 kg ยาว 2.6 m ถูกยึดด้วยหมุดที่ปลายหนึ่งและจับให้อยู่ในแนวนอน ปล่อยจากหยุดนิ่ง ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาแรงในแนวดิ่ง R ที่หมุดกระทำต่อแท่งทันทีหลังปล่อย
m = 3.5 kgL = 2.6 mg = 9.81 m/s²
R = N
4.ปานกลาง
มอเตอร์ทำให้ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 39 kg·m² เร่งจากหยุดนิ่งเป็น 1500 rpm ใน 22 s ไม่คิดการสูญเสีย จงหากำลังเฉลี่ย Pavg ที่มันจ่าย ใน kW
I = 39 kg·m²n = 1500 rpmt = 22 s
Pavg = kW
5.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 18 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 4.5 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 18 kgv = 4.5 m/sI = (2/3)·m·r²
Ek = J
6.ยาก
ทรงกลมกลวง มวล 15 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 4.5 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 15 kgv = 4.5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
เฉลย
- 1. IO = 1.748 kg·m²
- 2. t = 4.01 s
- 3. R = 8.584 N
- 4. Pavg = 21.87 kW
- 5. Ek = 303.8 J
- 6. p = 40 %
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com