infist

บทที่ 7 · การเคลื่อนที่ในสองมิติ

Problem 7.110 Challenge

หัวข้อ: การหมุนของวัตถุแข็งเกร็งรอบแกนคงที่ (Rotation of a Rigid Object About a Fixed Axis)

วัตถุแข็งเกร็งหมุนด้วยมุมตามสมการ θ(t) = 2t² + t เมื่อ θ มีหน่วยเป็นเรเดียน และ t มีหน่วยเป็นวินาที จงหา a) การกระจัดเชิงมุมที่เวลา t = 10.0 s? b) อัตราเร็วเชิงมุมเฉลี่ยในช่วง 0 s ถึง 10.0 s? c) อัตราเร็วเชิงมุมที่เวลา 10.0 s? d) ความเร่งเชิงมุมเฉลี่ยในช่วง 0 s ถึง 10.0 s? e) ความเร่งเชิงมุมที่เวลา 10.0 s?
คำตอบ
\(\alpha (10.0)= 4.00 rad/s \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

\(a) \theta (10.0) - \theta (0) = 2(10.0)^{2} + (10.0) - 0\)

\(\Delta \theta = 210 rad \;\blacksquare\)

b) จาก \(ω_{av}=\frac{\Delta \theta }{\Delta t}\)

\(\omega _{av}=\frac{\theta (10.0) - \theta (0)}{10.0 - 0}\)

\(\omega _{av}=\frac{210 - 0}{10.0 - 0}\)

\(\omega _{av}= 21.0 rad/s \;\blacksquare\)

c) จาก \(ω=\frac{d\theta }{dt}\)

\(\omega =\frac{d(2t^{2} + t)}{dt}\)

\(\omega (t)= 4t + 1 rad/s\)

\(\omega (10.0)= 4(10.0) + 1 rad/s\)

\(\omega (10.0)= 41.0 rad/s \;\blacksquare\)

d) จาก \(α_{av}=\frac{\Delta \omega }{\Delta t}\)

\(\alpha _{av}=\frac{\omega (10.0) - \omega (0)}{10.0 - 0}\)

\(\alpha _{av}=\frac{41.0 - 1}{10.0 - 0}\)

\(\alpha _{av}= 4.00 rad/s^{2} \;\blacksquare\)

e) จาก \(α=\frac{d\omega }{dt}\)

\(\alpha =\frac{d(4t + 1)}{dt}\)

\(\alpha (t)= 4 rad/s\)

\(\alpha (10.0)= 4.00 rad/s \;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ การหมุนของวัตถุแข็งเกร็งรอบแกนคงที่ (Rotation of a Rigid Object About a Fixed Axis)
7.108 7.109 7.111 7.112 7.113 7.114 7.115 7.116 7.117 7.118 7.119 7.120