infist

บทที่ 4 · สมดุลกล

Problem 4.20

หัวข้อ: สมดุลกล (Mechanical Equilibrium)

จากรูปด้านล่าง วัตถุถูกแขวนด้วยเชือกเบาสามเส้น จะแขวนมวลได้มากสุดเท่าใด เมื่อ เชือกแต่ละเส้นรับแรงได้สูงสุด T และมุม 0º < θ < 90º?
รูปประกอบโจทย์ 4.20
รูปประกอบโจทย์ 4.20
รูปประกอบโจทย์ 4.20
คำตอบ
\(m =\frac{Ttan\theta}{g}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

F.B.D. ของวัตถุ โดยสมมติให้วัตถุมีมวล m

T₁

จาก \(ΣF_{y}= 0\)

\(T_{1} - mg = 0\)

\(T_{1} = mg\)

mg

F.B.D. จุดที่เชือกทั้งสามเชื่อมต่อกัน

จาก \(ΣF_{y}= 0\)

\(T_{3}\sin \theta\)

T₃

\(T_{3}\sin \theta - T_{1} = 0\)

\(T_{3}\sin \theta = T_{1}\)

\(\theta\)

\(T_{2}T_{3}\cos \theta\)

\(T_{3}\sin \theta = mg \cdots \cdots (1)\)

จาก \(ΣF_{x}= 0\)

T₁

\(T_{3}\cos \theta - T_{2} = 0\)

\(T_{3}\cos \theta = T_{2}\)

เนื่องจาก \(0º < θ < 90º \to \therefore cosθ < 1 \to \therefore T_{2} < T_{3}\)

นั่นคือ T₂ จะขาดก่อน T₃ จึงพิจารณาที่ \(T_{2} = T\)

จะได้ \(T_{3}cosθ = T \cdots \cdots (2)\)

\((1)/(2) ;\frac{T_{3}\sin \theta}{T_{3}\cos \theta}=\frac{mg}{T}\)

\(m =\frac{Ttan\theta}{g}\;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ สมดุลกล (Mechanical Equilibrium)
4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27