บทที่ 7 · การเคลื่อนที่ในสองมิติ
Problem 7.116 Challenge
หัวข้อ: การหมุนของวัตถุแข็งเกร็งรอบแกนคงที่ (Rotation of a Rigid Object About a Fixed Axis)
ล้อรัศมี ρ และล้อรัศมี r เชื่อมต่อกันด้วยโซ่ โดย ρ > r และล้อรัศมี r มีแกน หมุนร่วมกับล้อรัศมี R โดย R > r ดังรูปด้านล่าง ถ้าล้อรัศมี ρ ถูกปั่นด้วย อัตราเร็วเชิงมุม ω ล้อ R จะมีอัตราเร็วที่ขอบล้อขนาดเท่าใด?
คำตอบ
\(v=\frac{\omega ρR}{r}\;\blacksquare\)
\(v=\frac{\omega ρR}{r}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
เนื่องจากล้อรัศมี \(ρ\) และล้อรัศมี r ใช้โซ่ร่วมกันจึงมีอัตราเร็วเชิงเส้นที่ขอบล้อเท่ากัน
\(\therefore v_{r}= v_{ρ}\)
\(\omega _{r}r= \omega ρ\)
\(\omega _{r}=\frac{\omega ρ}{r}\)
เนื่องจากล้อรัศมี r และล้อรัศมี R ใช้แกนหมุนร่วมกันจึงมีอัตราเร็วเชิงมุมเท่ากัน
\(\therefore \omega _{R}= \omega _{r}\)
\(\frac{v}{R}=\frac{\omega ρ}{r}\)
\(v=\frac{\omega ρR}{r}\;\blacksquare\)