KzamanPOLYPKB: October 2011

Thursday 20 October 2011

Skru ( Screw ) : Soalan-Soalan Latihan

KOTA BHARU POLYTECHNIC

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

KAJIDAYA MESIN 1 (MECHANICS OF MACHINE 1)

SKRU (SCREW)

CONTOH-CONTOH SOALAN

1. Satu jek skru dua punca mempunyai jarak benang skru 8 mm, diameter min 250 mm dan pekali geseran skru tersebut bernilai 0.4.

i. Jika skru berbenang segiempat sama digunakan, dapatkan daya di hujung spanar dengan jarak ke paksi skru adalah 0.2 m dan kecekapan kehadapannya untuk menaikkan beban bernilai 1025 N.

ii. Jika skru berbenang V dengan sudut alurnya 30^o digunakan, dapatkan daya kilas yang diperlukan untuk menurunkan beban 1025 N tersebut.

2. Satu skru berbenang V dengan dua punca bersudut benang 60^o digunakan untuk menaikkan beban 2.5 kN. Skru tersebut berdiameter min 50 mm dan sudut heliknya ialah 6^o21’. Pekali geserannya ialah 0.27. Hitungkan :

i. Jarak benang.

ii. Tork / daya kilas untuk menaikkan beban tersebut.

iii. Kecekapan kedepan.

iv. Kecekapan maksima.

3. Satu mesin mampatan digunakan untuk mengatasi beban sebanyak 5.4 kN. Operasi mamapatan ini menggunakan sebatang skru berbenang V. Skru ini mempunyai diameter min 80 mm, jarak benang adalah 14 mm. Benang skru V ini mempunyai sudut kandung 60^o. Pekali geseran adalah 0.12 dan skru ini bergerak dengan kelajuan 80 mm/s. Hitungkan ;

i. Sudut kecondongan benang skru V.

ii. Sudut geseran.

iii. Daya kilas yang diperlukan untuk memampatkan beban.

iv. Kuasa yang diperlukan.

4. Diameter min sebuah jek skru yang berulir segiempat sama adalah 40 mm dan jarak ulirnya 3 mm. Jek skru ini digunakan untuk menaikkan sebuah logam berjisim 950 kg dan pekali geserannya 0.12. Cari ;

i. Daya kilas (Tork} untuk menaikkan logam itu.

ii. Magnitiud daya kenaan pada hujung sebatang pemeggang dengan jaraknya dari paksi skru adalah 150 mm untuk menaikkan logam tersebut.

iii. Kecekapan kedepan jek skru itu.

iv. Tork untuk menaikkan logam yang sama jika jarak ulir skrunya diubah kepada 6 mm.

5. Satu jek skru berbenang segiempat sama digunakan untuk menaikkannsebuah jasad berjisim 150 kg. Jarak benang skru adalah 8 mm dan diameter min 52 mm. Ambil pekali geseran sebagai 0.34, carikan ;

i. Daya kilas yang diperlukan untuk menaikkan jasad itu.

ii. Magnitiud daya kenaan pada hujung sebatang pemeggang (handle) dengan jaraknya dari paksi skru ialah 210 mm.

iii. Kecekapan kedepan jek skru itu.

6. Satu beban berjisim 208 kg dinaikkan dengan mebggunakan jek skru berbenang segiempat sama dengan dua punca. Diameter min skru ialah 55 mm dan jarak bebenang 7 mm. Diberi pekali geseran skru ialah 0.38. Hitungkan ;

i. Tork yang diperlukan untuk menaikkan beban tersebut.

ii. Magnitud daya kenaan pada hujung satu handle yang panjang dari paksi skru ialah 1750 mm.

7. Satu skru berbenang segiempat sama berdiameter min 80 mm dengan sudut heliks 4^o18’ memerlukan tork sebanyak 270 Nm untuk mengangkat satu beban 20 kN. Cari pekali geserannya.

8. Sudut heliks skru berpunca tiga ialah 7^o35’ dan pekali geserannya 0.25. Skru itu berbenang V dengan sudut kandongnya 60^o dan berdiameter min 50 mm. Jika satu beban 2.75 kN dinaikkan oleh skru tersebut, tentukan ;

i. Jarak benang skru itu.

ii. Tork untuk menaikkan beban.

iii. Jika sebatang spanar digunakan untuk memutarkan skru itu, dapatkan daya ufuk yang dikenakan pada hujung spanar jika jika jaraknya dari paksi skru ialah 510 mm.

iv. Kecekapan kedepan skru itu.

9. Satu jasad logam berjisim 940 kg dinaikkan dengan menggunakan satu skru berbenang segiempat sama dengan diameter minnya adalah 38 mm. Jarak benang skru adalah 13 mm dan pekali geseran yang digunakan adalah 0.12. Daripada maklumat di atas, dapatkan:

i. Tork yang digunakan untuk menaikkan jasad logam tersebut.

ii. Daya yang dikenakan jika sebatang hendal sepanjang 140 mm digunakan.

iii. Kecekapan skru tersebut.

iv. Tork untuk menaikkan logam yang sama jika jarak benang skru adalah 26 mm.

10. Satu skru segiempat jenis satu punca diketatkan kepada bolt dengan daya kilas 6 Nm. Jarak benang adalah 5 mm dan diameter 6 cm. Hitungkan ;

i. Beban ke atas skru dalam unit kg.

ii. Daya kilas yang diperlukan untuk melonggarkan skru. Diberi pekali geseran, µ = 0.1.

11. Skru berbenang segiempat jenis berpunca dua digunakan dalam mesin pemotong untuk mengatasi beban paksi 450 N. Diameter luar skru ialah 52.5 mm, jarak benang adalah 5 mm dan pekali geseran adalah 0.15. Kirakan daya kilas yang diperlukan untuk memutarkan skru dan kecekapan semasa beban dinaikkan.

12. Senaraikan DUA (2) jenis bebenang skru.

13. Sudut heliks bagi skru adalah 10^o. Jika pekali geseran bagi skru bersamaan dengan 0.3 dan diameter min skru bebenang segiempat sama tersebut adalah 72.5 mm, kirakan ;

i. Jarak benang skru.

ii. Kecekapan kehadapan skru.

iii. Tork untuk menaikkan beban sebanyak 1 kN.

iv. Tork untuk menurunkan beban.

v. Kecekapan terbalik.

14. Satu jek skru berpaksi tegak digunakan untuk mengangkat satu beban seberat 750 kg dengan menggunakan sebatang pemeggang (handle). Satu daya ufuk 112 N dikenakan pada hujung pemeggang itu dan jaraknya dari paksi skru ialah 300 mm. Diameter min skru ialah 50 mm dan ia mempunyai 200 bebenang V semeter. Beneng V yang digunakan dalam jek skru ini mempunyai sudut kamdung 60^o. Hitungkan ;

i. Sudut heliks beneng skru.

ii. Daya tangen yang bertindak di jejari min skru untuk memusingkan skru.

iii. Kecekapan kedepan.

iv. Daya ufuk yang perlu dikenakan pada hujung pemeggang untuk menurunkan beban itu.

v. Kecekapan maksima jek skru.

15. Satu jek skru berpaksi tegak digunakan untuk mengangkat satu beban berjisim 750 kg melalui sebatang pemegang. Satu daya ufuk 112 N dikenakan pada hujung pemegang. Jarak daya ufuk dari paksi skru ialah 300 mm. Diameter luar skru ialah 55 mm dan jarak bebenang segiempat sama dua punca ialah 6 mm. Tentukan ;

i. Pekali geseran.

ii. Kecekapan kedepan.

iii. Daya ufuk yang perlu dikenakan pada hujung pemegang untuk menurunkan beban.

iv. Kecekapan maksima skru itu.

16. Suatu skru berbenang V dengan dua punca bersudut benang 60^o digunakan untuk menaikkan beban 2.5 kN. Skru tersebut berdiameter min 50 mm dan sudut heliksnya ialah 6^o21’. Pekali geserannya ialah 0.27. Hitungkan:

i. Jarak benang.

ii. Tork untuk menaikkan beban tersebut.

iii. Kecekapan kedepan.

iv. Kecekapan maksima.

Monday 17 October 2011

Geseran (Friction) : Soalan-Soalan Latihan

BAB 04 - GESERAN

1. Satu daya yang selari dengan satah bertindak keatas bernilai 150 N diperlukan untuk menarik jasad yang condongnya 12^o dari garis ufuk. Jika kecondongan satah dinaikkan kepada 15^o, daya yang diperlukan untuk menarik jasad ke atas ialah 172 N. Tentukan :

i. Pekali geseran (µ).

ii. Jisim jasad (m).

2. Sebuah bongkah kiub berjisim 70 kg ditarik naik ke atas satu cerun dengan halaju seragam. Sudut kecerunan adalah 50^o dan pekali geseran di antara kiub dengan kecerunan satah adalah 0.09. Hitungkan daya tarikan yang diperlukan untuk menarik kiub.

3. Satu jasad berjisim 96 N mula mengelonsor ke bawah satah condong yang bersudut 25^o. Hitungkan

i. Pekali geseran di antara permukaan bersentuh.

ii. Daya minima serta arahnya kepada garis ufuk untuk menarik jasad itu ke atas cerun.

iii. Daya ufuk untuk menggerakkan jasad itu ke atas cerun.

4. Sebuah bongkah logam berjisim 50 kg ditahan dari mengelonsor ke bawah satu satah yang condong 25^o kepada garis ufuk oleh satu daya 96 N. Daya itu bertindak ke atas serta selari dengan satah. Carikan :

i. Pekali geseran

ii. Sudut geseran.

Kemudian bongkah tersebut ditarik ke atas oleh satu daya P yang bertindak pada 10^o pada permukaan satah. Carikan :

iii. Nilai P.

iv. Kecekapan pengendalian.

v. Nilai minima P untuk menaikkan bongkah ke atas satah.

5. Sebuah kotak berjisim 70 kg berada pada suatu satah condong 28^o daripada garis ufuk. Satu daya 63 N selari dengan permukaan satah menahan kotak tersebut daripada mengelongsor ke bawah. Kirakan :

i. Pekali geseran di antara kotak dan satah.

Jika kotak itu ditarik ke atas satah oleh satu daya yang bertindak 36^o dari garis ufuk. Tentukan :

ii. Nilai daya tersebut.

iii. Kecekapan operasi.

6. Nyatakan TIGA (3) hukum geseran.

7. Dengan bantuan gambarajah daya bebas, terbitkan satu rumus bagi menentukan sudut geseran dalam sebutan tan Ѳ = µ.

8. Satu jasad berjisim 80 kg ditarik ke atas oleh satu daya ufuk (P) pada satah condong yang bersudut 25^o kepada ufuk. Pekali geseran di antara dua permukaan bersentuhan ialah 0.4. lukiskan gambarajah badan bebas bagi gerakan tersebut dan tentukan :

i. Daya untuk menaikkan jasad tersebut.

ii. Nilai daya minima.

9. Satu kotak seberat 400 N ditahan dari menggelongsor ke bawah satah condong 30^o oleh satu daya 75 N. Daya tersebut bertindak ke atas dan selari dengan satah. Hitungkan pekali geseran yang wujud di antara kotak dan satah.

Kemudian kotak itu ditarik ke atas oleh satu daya sepanjang satah berkenaan. Hitungkan;

i. Daya tersebut sekiranya ia bertindak 23^o kepada permukaan satah.

ii. Kecekapan tarikan tersebut.

10. Sebuah kotak beratnya 320.6 N diletakkan di atas satu satah yang mempunyai kecondongan 30^o kepada garis ufuk. Kotak tersebut ditahan dari menggelongsor ke bawah satah oleh satu daya bernilai 92 N yang bertindak selari dengan satah. Cari pekali geseran di antara kotak dengan satah.

Kotak itu ditarik ke atas oleh satu daya sepanjang satah berkenaan, hitungkan daya tersebut jika;

i. Ia bertindak 20^o kepada permukaan satah serta dapatkan kecekapan tersebut.

ii. Ia adalah ufuk.

11. Dengan bantuan lakaran gambarajah badan bebas (GBB) , tunjukkan komponen-komponen daya yang bertindak hasil dari daya tarikan P ke atas sebuah bongkah berjisim M mendaki landasan kayu bersudut α dari ufuk dengan halaju seragam. Tunjukkan bagaimana µ dikira dalam sebutan P dan M.

12. Sebuah bongkah berjisim 100 kg terletak di atas satu satah condong bersudut 30^o kepada ufuk. Bongkah tersebut ditarik naik oleh satu daya yang bertindak 10^o dari satah condong. Pekali geseran antara satah dan bongkah adalah 0.25.

i. Lakarkan gambarajah badan bebas (gbb) untuk daya-daya yang bertindak ke atas bongkah tersebut.

ii. Tentukan nilai daya ketika menaikkan bongkah tersebut.

iii. Tentukan kecekapan kendaliannya.

13. Sebuah blok berjisim 4 kg ditarik oleh satu daya bersudut 30^o dari garis ufuk dengan daya kenaan sebanyak 15.25 N. Blok tersebut bergerak dengan halaju seragam di atas permukaan datar. Carikan pekali geseran dan sudut geseran.

14. Sebuah jasad berjisim 13 kg mula bergerak dengan mantap ke bawah satah condong bersudut 28^o 28’ kepada garis ufuk. Hitungkan ;

i. Pekali geseran.

ii. Daya yang diperlukan untuk menarik jasad ke atas dengan pecutan 2.7 ms^-2, jika arahnya selari dengan satah. Sila tunjukkan lakaran daya-daya yang bertindak pada jasad tersebut.

iii. Daya minima untuk menarik jasad ke atas satah dengan mantap manakala sudut condong satah ialah 30^o.

15. Sebuah bongkah kiub berjisim 70 kg ditarik naik ke atas suatu cerun dengan halaju seragam. Sudut kecerunan adalah 50^o dan pekali geseran di antara kiub dengan kecerunan satah adalah 0.09. Hitungkan daya tarikan yang diperlukan untuk menarik kiub.

16. Satu jasad berjisim 96 N mula mengelongsor ke bawah satah condong yang bersudut 25^o. Hitungkan ;

i. Pekali geseran di antara permukaan bersentuhan.

ii. Daya minima serta arahnya kepada garis ufuk untuk menarik jasad itu ke atas cerun.

iii. Daya ufuk untuk mengerakkan jasad itu ke atas cerun.

17. Sebuah bongkah logam berjisim 50 kg ditahan dari mengelongsor ke bawah satu satah yang condong 25^o kepada garis ufuk oleh satu daya 96 N. Daya itu bertindak ke atas serta selari dengan satah. Carikan pekali geseran dan sudut geseran.

Kemudian bongkah tersebut ditarik ke atas oleh satu daya P yang bertindak pada 10^o pada permukaan satah, carikan ;

i. Nilai P.

ii. Kecekapan pengendalian itu.

iii. Carikan nilai P minima untuk menaikkan bongkah ke atas satah.

18. Satu kotak seberat 400 N ditahan dari menggelongsor ke bawah satah bercondong 30^o oleh satu daya 75 N. Daya tersebut bertindak ke atas selari dengan satah. Hitungkan pekali geseran yang wujud di antara kotak dan satah.

Kotak itu kemudiannya ditarik ke atas oleh satu daya sepanjang satah berkenaan. Hitungkan;

i. Daya tersebut sekiranya ia bertindak 23^o kepada permukaan satah.

ii. Kecekapan tarikan tersebut.