บทที่ 7 · การเคลื่อนที่ในสองมิติ
Problem 7.164 Challenge
หัวข้อ: การหมุนของวัตถุแข็งเกร็งรอบแกนคงที่ (Rotation of a Rigid Object About a Fixed Axis)
\(\theta = \cos ^{-1}(1 -\frac{3m^{2}u^{2}}{(3m + M)(2m + M)g\ell}) \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
จาก \(Σ\vec{L}_{f}= \Sigma \vec{L}_{i};\) ขณะชน \(Στ = 0\)
\(|\Sigma \vec{L}_{f}|= |\Sigma \vec{L}_{i}|\)
\(I_{f}\omega = rp_{i}\)
\((m\ell ^{2}+\frac{1}{3}M\ell ^{2})\omega = (\ell )(mu)\)
\(\omega =\frac{3mu}{(3m + M)\ell}\)
จาก \(\Sigma W_{NC}= \Delta E\)
\(0 = \Delta K + \Delta U\)
\(0=-\frac{1}{2}I\omega ^{2}+Mg\frac{\ell}{2}(1-\cos \theta )+mg\ell (1-\cos \theta )\)
\(\cos \theta = 1 -\frac{I}{(2m + M)g\ell}\omega ^{2}\)
\(\cos \theta = 1 -\frac{(m\ell ^{2} +\frac{1}{3}M\ell ^{2})}{(2m + M)g\ell}(\frac{3mu}{(3m + M)\ell})^{2}\)
\(\theta = \cos ^{-1}(1 -\frac{3m^{2}u^{2}}{(3m + M)(2m + M)g\ell}) \;\blacksquare\)