Problem 4.64
หัวข้อ: เสถียรภาพของวัตถุ (Object Stability)
แท่งวัตถุแต่ละแท่งยาว L และหนักเท่ากันทั้งหมด ถ้าวางแท่งวัตถุเหลื่อมจากแท่งล่าง เป็นระยะ ℓ ดังรูปด้านล่าง จงหาจำนวนของแท่งวัตถุมากสุดที่สามารถซ้อนกันได้ โดยที่กองของแท่งวัตถุยังไม่ล้ม?
คำตอบ
\(N=\frac{L}{\ell}\;\blacksquare\)
\(N=\frac{L}{\ell}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
F.B.D. ของระบบวัตถุ N แท่ง โดยสมมติให้วัตถุแต่ละแท่งน้ำหนัก w ไม่คิดวัตถุแท่ง
ล่างสุด และกองวัตถุจะเริ่มล้มเมื่อแรง n กระทำที่ขอบวัตถุแท่งที่หนึ่งพอดี
\(_{\ell}\)
\(_{\ell}\)
จาก \(ΣF_{y}= 0\)
\(_{\ell}w\)
Ow
\(n - (N - 1)w = 0\)
n
\(n = (N - 1)w\frac{w}{_{L}}\)
พิจารณาจุด O เป็นจุดหมุน ในขณะเริ่มมีการหมุน จะได้ \(Σ\vec{M} = 0\)
\(n(L)-[w(\frac{L}{2}+\ell )+w(\frac{L}{2}+2\ell )+\ldots ]=0\)
\((N-1)wL-w[\frac{L}{2}(N-1)+(1+2+\ldots +(N-1))\ell ]=0\)
\((N - 1) -\frac{L}{2}\frac{\ell (N - 1)(N)}{2}= 0\)
\(N=\frac{L}{\ell}\;\blacksquare\)