ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (2.5 kg ยาว 0.7 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 9 kg รัศมี 0.1 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 0.8 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
ใบงาน การหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง พร้อมเฉลย
1.ง่าย
mrod = 2.5 kgL = 0.7 mmdisc = 9 kgr = 0.1 md = 0.8 m
IO = kg·m²
2.ง่าย
ลูกตุ้มทำจากแท่งเรียวสม่ำเสมอ (5 kg ยาว 1.2 m) ที่จุดหมุนปลายบน O โดยมีจานตันบางมวล 8 kg รัศมี 0.25 m ยึดที่ปลายล่าง จานแกว่งในระนาบของมันเอง และจุดศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่า O 1.45 m จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของมวล IO ของลูกตุ้มรอบ O
mrod = 5 kgL = 1.2 mmdisc = 8 kgr = 0.25 md = 1.45 m
IO = kg·m²
3.ปานกลาง
ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 35 kg·m² หมุนที่ 1600 rpm เบรกให้แรงบิดเสียดทานคงที่ 165 N·m ใช้เวลานานเท่าใด t จึงหยุด
I = 35 kg·m²n = 1600 rpmTb = 165 N·m
t = s
4.ปานกลาง
มอเตอร์ทำให้ล้อช่วยแรงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย 36 kg·m² เร่งจากหยุดนิ่งเป็น 2300 rpm ใน 50 s ไม่คิดการสูญเสีย จงหากำลังเฉลี่ย Pavg ที่มันจ่าย ใน kW
I = 36 kg·m²n = 2300 rpmt = 50 s
Pavg = kW
5.ยาก
ทรงกลมตัน มวล 12.5 kg กลิ้งโดยไม่ไถลที่ 10 m/s จงหาพลังงานจลน์การหมุน Erot ของมัน
m = 12.5 kgv = 10 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J
6.ยาก
ห่วงบาง กลิ้งโดยไม่ไถลลงทางลาดที่เอียง 35° กับแนวนอน ใช้ g = 9.81 m/s² จงหาความเร่ง a ของจุดศูนย์กลางของมัน
θ = 35°I = m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²
เฉลย
- 1. IO = 6.213 kg·m²
- 2. IO = 19.47 kg·m²
- 3. t = 35.54 s
- 4. Pavg = 20.88 kW
- 5. Erot = 250 J
- 6. a = 2.813 m/s²
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com