ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (5 kg ยาว 1.2 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีทรงกลมตันมวล 9.5 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ต่ำกว่า O 1.3 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 5 kgL = 1.2 mmsphere = 9.5 kgr = 0.1 md = 1.3 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
แท่งเรียวสม่ำเสมอมวล 8 kg ยาว 0.6 m หมุนรอบแกน O ที่ตั้งฉากกับแท่ง ห่างจากจุดศูนย์กลาง G 0.25 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO รอบแกนนั้น
m = 8 kgL = 0.6 md = 0.25 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
มอเตอร์ทำให้ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 29 kg·m² เร่งจากหยุดนิ่งเป็น 2200 rpm ใน 60 s ไม่คิดการสูญเสีย จงหากำลังเฉลี่ย Pavg ที่มันจ่าย ใน kW
I = 29 kg·m²n = 2200 rpmt = 60 s
Pavg = kW
4.ปานกลาง
เพลาส่งกำลัง 49 kW ที่ 1500 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
P = 49 kWn = 1500 rpm
T = N·m
5.ยาก
ทรงกลมกลวง กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 10° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² มันเริ่มจากหยุดนิ่ง ใช้เวลานานเท่าใด t จึงกลิ้งลงทางลาด 9 m
θ = 10°I = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 9 m
t = s
6.ยาก
ทรงกระบอกตัน มวล 1 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 6 m/s พลังงานจลน์รวมของมันกี่เปอร์เซ็นต์ p เป็นพลังงานการหมุน
m = 1 kgv = 6 m/sI = ½·m·r²
p = %
เฉลย
- 1. IO = 18.49 kg·m²
- 2. IO = 0.74 kg·m²
- 3. Pavg = 12.83 kW
- 4. T = 311.9 N·m
- 5. t = 4.197 s
- 6. p = 33.33 %
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com