บทที่ 7 · การเคลื่อนที่ในสองมิติ
Problem 7.70
หัวข้อ: การเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ (Uniform Circular Motion)
วัตถุมวล m เคลื่อนที่เป็นวงกลมรัศมี r ด้วยอัตราเร็วคงที่ v จงหาขนาดแรงเฉลี่ยที่ ที่กระทำกับวัตถุในช่วงการเคลื่อนที่ รอบ?
คำตอบ
\(\therefore |\vec{F}_{av}| = m|\vec{a}_{av}| =\frac{2 2mv^{2}}{\pi r}\;\blacksquare\)
\(\therefore |\vec{F}_{av}| = m|\vec{a}_{av}| =\frac{2 2mv^{2}}{\pi r}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
พิจารณาภาพการเคลื่อนที่ในช่วง\(\frac{1}{4}\) รอบ
y
\(\vec{v} = -vî\)
\(\vec{u} = vĵ\)
x
จาก \(Δ\vec{v} = \vec{v} - \vec{u}\)
îĵ
\(\Delta \vec{v} = (-v ) - (v )\)
îĵ
\(\Delta \vec{v} = -v - v\)
\(|\Delta \vec{v}| =\sqrt{(-v)^{2} + (-v)^{2}}=2v\)
จะได้ \(\frac{|\Delta \vec{v}|}{\Delta t}=\frac{2v}{\Delta t}\)
\(|\vec{a}_{av}| =\frac{2v}{\frac{T}{4}}=\frac{2v}{\frac{2\pi r}{4v}}=\frac{2 2v^{2}}{\pi r}\)
\(\therefore |\vec{F}_{av}| = m|\vec{a}_{av}| =\frac{2 2mv^{2}}{\pi r}\;\blacksquare\)