Thursday 7 July 2011

Momen Inersia - Soalan-Soalan Latihan

KAJIDAYA MESIN 1
MOMEN INERSIA

1.          Kirakan momen inersia serta jejari kisar satu cakera yang berdiameter 740 mm dan tebalnya 60 mm yang memutar pada paksi membujurnya.  Ketumpatan cakera adalah 8000 kgm-3.  Halaju sudut cakera itu bertambah dari 72 psm kepada 220 psm dalam masa 10 saat.  Hitungkan nialai tork yang diperlukan untuk putaran tersebut.
(14.128 kgm2, 0.262 m, 21.898 Nm)

2.         Satu cakera keluli berdiameter 340 mm dan tebalnya 25 mm ditebuk dengan satu lubang berdiameter 50 mm dipusatnya.  Satu bar loyang, diameter 50 mm dan panjangnya 120 mm dipasangkan dalam lubang itu.  Hitungkan momen inersia pemasangan itu pada paksi membujur bar loyang.  Ketumpatan keluli 7820 kgm-3 dan loyang 8480 kgm-3.
(0.257023 kgm2)

3.         Sebuah roda tenaga dengan gandarnya berjisim 230 kg dan berjejari kisar 400 mm.  Kirakan pecutan sudut yang dihasilkan apabila satu tork bernilai 34 Nm dikenakan pada pemasangan itu.
(0.924 rads-2)

4.         Dua buah roda tenaga A dan B dengan jisim masing-masing 450 kg dan 1770 kg serta jejari kisar 110 cm dan 82 cm masing-masing disambungkan dengan bergerak bersama melalui satu cekam.  Pada awalnya A berputar dengan 200 psm, manakala B berdiam.  Selepas sambungan berlaku, carikan ;
a.       Halaju sudut sepunya.
b.       Impuls sudut.
c.       Kehilangan tenaga kinetik selepas sambungan berlaku.
(6.574 rads-1, 7824 Nms, 81939.218 J)

5.         Sebuah cakera seragam berdiameter 850 mm dan tebal 15 mm mempunyai ketumpatan 1850 kgm-3.  Dapatkan momen inersia pada paksi membujur dan jejari kisar cakera tersebut.
(1.422128 kgm2, 0.3 m)

6.         Sebuah aci berjisim 1.5 kg mempunyai jejari kisar 350 mm diputarkan oleh sebuah motor dari pegun sehingga mencapai kelajuan 550 psm selama 30 saat.  Dapatkan daya kilas aci serta kuasa yang dikeluarkan oleh motor tersebut.
(0.3528 Nm, 20.320 w)

7.          Sebuah aci berjisim 0.5 kg dan sebuah cakera logam berjisim 23 kg berdiameter 0.3 meter dan 0.8 meter masing-masing dipasangkan bersama-sama.  Hitungkan jejari kisar pemasangan tersebut.
(0.389 m)

8.         Sebuah aci berjisim 1.7 kg dengan jejari kisar 370 mm diputarkan oleh motor dari keadaan pegun sehingga mencapai halaju 570 psm dalam masa 37 saat.  Dapatkan daya kilas dan kuasa yang dikeluarkan oleh motor tersebut.
(0.37545 Nm, 22.41071 w)

9.         Sebuah roda tenaga berdiameter 620 mm dan tebal 60 mm berputar pada paksi membujur (mengufuk) dan mempunyai ketumpatan 7520 kgm-3.  Ia mengambil masa 20 saat untuk berputar dari halaju 95 psm kepada 310 psm.  Dapatkan :
i.        Momen inersia roda tersebut.
ii.       Jejari kisar roda itu.
iii.      Peningkatan tenaga kinetik.
iv.      Tork untuk putaran terpecut.
(6.540 kgm2, 0.219 m, 3122.471 J, 7.364 Nm)

10.       Sebuah cakera seragam berjisim 20 kg dan diameter 1.4 meter dipecutkan dengan pecutan sudut 3 rads-2.  Cakera ini diputarkan pada paki membujur.  Hitungkan ;
i.         Momen inersia cakera seragam itu.
ii.        Daya kilas (tork) yang diperlukan dalam gerakan cakera itu.
iii.       Jejari kisar / legaran cakera.
(4.9 kgm2, 14.7 Nm, 0.49 m)

11.        Satu selinder geronggong diputarkan pada paksi membujur.  Panjang selinder ialah 850 mm dan jejari luar selinder ialah 430 mm serta jejari dalam selinder 310 mm.  ketumpatan bahan bagi selinder geronggong ialah 2720 kgm-3.  Hitungkan momen inersia selinder geronggong itu.
(90.611 kgm2)

12.       Sebuah roda tenaga diputarkan dengan daya kilas (tork) malar 80 Nm dan laju putaran roda tenaga ialah 300 psm.  Jika input kuasa kepada roda ini ialah 65%.  Hitungkan bekalan kuasa yang diperlukan.
(3866.575 w)

13.        Satu cakera berdiameter 800 mm yang mempunyai ketebalannya 70 mm.  Cakera ini berputar melalui paksi membujurnya yang menyebabkan ia berputar seimbang.  Cakera ini berketumpatan 9500 kgm-3.  Cakera ini diputar supaya kelajuannya meningkat daripada 80 psm kepada 300 psm dalam tempoh 15 saat.  Hitungkan ;
i.         Isipadu cakera.
ii.        Jisim cakera.
iii.       Momen inersia cakera.
iv.       Jejari kisar cakera.
v.        Pecutan sudut cakera.
vi.      Daya kilas yang bertindak pada cakera.
(0.035186 m3, 334.267 kg, 26.74136 kgm2, 0.283 m, 1.536 rads-2, 41.075 Nm)

14.       Sebuah roda tenaga berdiameter 600 mm dan tebal 50 mm berputar pada paksi membujur.  Halaju sudut cakera bertambah dari 90 psm ke 300 psm dalam masa 15 saat.  Ketumpatan cakera itu adalah 7500 kgm-3.  Hitungkan ;
i.          Momen inersia roda.
ii.         Jejari kisar roda.
iii.        Peningkatan tenaga kinetik.
iv.         Tork yang diperlukan untuk putaran itu.
(4.771 kgm2, 0.212 m, 2142.499 J, 6.994 Nm)

15.       Sebuah cakera keluli berdiameter 300 mm dan tebalnya 30 mm ditebuk dengan satu rongga berdiameter 80 mm dipusat cakera tersebut.  Satu bar loyang yang berdiameter 80 mm dan panjangnya 100 mm dipasangkan dalam rongga tersebut.  Diberi ketumpatan keluli ialah 7820 kgm-3 manakala ketumpatan loyang 8480 kgm-3.  Tentukan ;
i.          Momen inersia pemasangan tersebut pada paksi membujur.
ii.         Jejari kisar pemasangan.
iii.        Daya kilas untuk memecut pemasangan itu dari 70 psm kepada 200 psm dalam masa 10 saat.

16.       Kirakan momen inersia serta jejari kisar suatu cakera berdiameter 740 mm dan tebalnya 60 mm yang memutar pada paksi mengikut diameter.  Diberi ketumpatan cakera ialah 7200 kgm-3.  Jika halaju sudut cakera bertambah dari 70 psm kepada 210 psm dalam masa 14 saat, hitungkan tork yang diperlukan untuk putaran itu.

17.       Dua buah roda tenaga, A berjisim 400 kg serta berjejari kisar 120 cm dan B berjisim 830 kg serta berjejari kisar 72 cm disambungkan dan bergerak melalui satu cekam.  Pada awalnya roda tenaga A berputar dengan 230 psm manakala B pegun.  Anggapkan tiada tork luar bertindak pada sistem, kirakan ;
i.           Halaju sudut sepunya.
ii.             Impuls sudut selepas penyambungan berlaku.
iii.            Kehilangan tenaga kinetik selepas penyambungan.

18.               Sebuah roda tenaga berdiameter 0.9 m, setebal 0.3 m dan berketumpatan 900 kgm-3, kirakan ;
i.            Jisim roda tenaga.
ii.           Momen inersia.
Jika roda tenaga itu dipecut dari diam ke 1200 psm dalam masa 2 minit, kirakan ;
iii.          Daya kilas yang diperlukan untuk membuat pemecutan itu.
iv.          Bilangan putaran untuk mencapai pecutan tersebut.
v.           Tenaga kinetik putaran roda pada kelajuan 1200 psm.

19.       Sebuah takal besi tuang berdiameter luar 250 mm, 30 mm tebal dan mempunyai diameter dalam 20 mm.  Anggapkan takal itu sebagai gelang nipis, kirakan momen inersianya sekiranya ketumpatan besi tuang tersebut ialah 7200 kgm-3.

20.       Sebuah roda tenaga berdiameter 600 mm dan tebalnya 50 mm berputar pada paksi membujur.  Halaju sudut roda tenaga bertambah dari 85 psm kepada 280 psm dalam masa 10 s.  Diberikan ketumpatan roda tenaga ialah 7500 kgm-3.  Hitungkan;
                             i.          Momen inersia serta jejari kisarnya.
                             ii.         Nilai tork yang diperlukan untuk putaran itu.

21.       Cari momen inersia dan jejari kisar untuk sebatang aci sepanjang 120 mm dan berdiameter 50 mm dan berketumpatan 8480 kgm-3 pada paksi membujurnya.

22.       Sebuah roda tenaga berjisim 1950 kg mempunyai jejari kisar 1.7 m ditindakkan oleh satu daya kilas malar yang menghasilkan pecutan sudut 1.5 rads-2.  Hitungkan;
                      i.      Nilai daya kilas itu.
                      ii.     Halaju sudut  awalny dalam psm jika halaju sudutnya selepas 7 saat ialah 16.5 rads-1 serta bilangan pusingan yang dilakukan.

23.       Sebuah roda tenaga berdiameter 600 mm dan tebal 50 mm berputar pada paksi membujur.  Halaju sudut cakera bertambah dari 90 psm ke 300 psm dalam masa 15 saat.  Ketumpatan cakera itu adalah 7500 kgm-3.  Hitungkan;
                         i.           Momen inersia serta jejari kisar roda tenaga tersebut.
                         ii.          Peningkatan tenaga kinetik.
                         iii.         Nilai tork yang diperlukan untuk putaran itu.
(4.77 kgm2, 0.212 m, 2142.051 J,6.993 Nm)

No comments:

Post a Comment