ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (3.5 kg ยาว 1.3 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 2.5 kg รัศมี 0.05 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 1.35 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 3.5 kgL = 1.3 mmdisc = 2.5 kgr = 0.05 md = 1.35 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 1 kg ยาว 2.7 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 1.25 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 1 kgL = 2.7 md = 1.25 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 0.5 kg·m² หมุนที่ 1500 rpm เบรกให้แรงบิดเสียดทานคงที่ 145 N·m ใช้เวลานานเท่าใด t จึงหยุด
I = 0.5 kg·m²n = 1500 rpmTb = 145 N·m
t = s
4.ปานกลาง
มอเตอร์ให้แรงบิด 1740 N·m ที่ 1600 rpm จงหากำลังขาออก P ของมันใน kW
T = 1740 N·mn = 1600 rpm
P = kW
5.ยาก
ทรงกระบอกตัน มวล 17.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 7.5 m/s จงหาพลังงานจลน์รวม Ek ของมัน
m = 17.5 kgv = 7.5 m/sI = ½·m·r²
Ek = J
6.ยาก
ทรงกลมกลวง กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 40° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่ง a ของจุดศูนย์กลางของมัน
θ = 40°I = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²
เฉลย
- 1. IO = 6.531 kg·m²
- 2. IO = 2.17 kg·m²
- 3. t = 0.5417 s
- 4. P = 291.5 kW
- 5. Ek = 738.3 J
- 6. a = 3.783 m/s²
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com