infist

บทที่ 6 · โมเมนตัมและการชน

Problem 6.25 Challenge

หัวข้อ: โมเมนตัมเชิงเส้นและการดล (Linear Momentum and Impulse)

วัตถุมวล m เดิมอยู่นิ่ง ถูกแรง F(t) = at - bt² มากระทำในช่วงเวลา 0 ถึง เมื่อ a และ b เป็นค่าคงที่ซึ่งมากกว่าศูนย์ จงหาว่าแรงสูงสุดมีขนาดมากกว่า แรงเฉลี่ยเท่าใด?
คำตอบ
\(\therefore |F_{\max}| - |\vec{F}_{av}| =\frac{a^{2}}{4b}-\frac{5a^{2}}{48b}=\frac{7a^{2}}{48b}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

หาเวลาที่แรงมีค่าสูงสุดจาก \(\frac{dF(t)}{dt}= 0\)

\(\frac{d(at - bt^{2})}{dt}= 0\)

\(a - 2bt = 0\)

\(t =\frac{a}{2b}\)

หาแรงสูงสุดจาก \(F_{\max}= a(\frac{a}{2b}) - b(\frac{a}{2b})^{2} =\frac{a^{2}}{4b}\)

หาการดลจาก \(\vec{I} = \int \vec{F}dt\)

\(_{a/4b}\)

\(|\vec{I}|=|\int (at - bt^{2})dt|\)

\(_{0}\)

\(_{a/4b}\)

\(|\vec{I}| = |\frac{at^{2}}{2}-\frac{bt^{3}}{3}|=\frac{5a^{3}}{192b^{2}}\)

\(_{0}\)

หาแรงเฉลี่ยจาก \(\vec{I} = \vec{F}_{av}\Delta t\)

\(|\vec{F}_{av}| =\frac{|\vec{I}|}{\Delta t}=\frac{\frac{5a^{3}}{192b^{2}}}{\frac{a}{4b}}=\frac{5a^{2}}{48b}\)

\(\therefore |F_{\max}| - |\vec{F}_{av}| =\frac{a^{2}}{4b}-\frac{5a^{2}}{48b}=\frac{7a^{2}}{48b}\;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ โมเมนตัมเชิงเส้นและการดล (Linear Momentum and Impulse)
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12