mechanic of machine 1

14
T".--;l;-l t"'".'1 POLITEKNIK PORT DICKSON PEPERIKSAAN AKHIR SESI JANUARI 2OO9 JABATAN KEJURUTERAAN MEKAN IKAL Program Semester Tarikh Masa : DKM/DEM/DTP/SKM :314 :21 MEI2009 : 8.15 - 10.15 PG ARAHAN: 1. Kertas inimengandungi 6 soalan. 2. Calon dikehendaki menjawab 4 soalan sahaja. PERALATAN DISEDIAKAN: 1. Buku Jawapan ( V l 2, Formula( ! ) 3. Kertas Graf ( { ) Kertas ini mengandungi ( $ ) halaman bercetak dalam Dwi-Bahasa Bahasa Malaysia dan Bahasa Inggeris Calon tidak dibenarkan membuka keftas soalan ini sehingga diberitahu J 3O1O KAJIDAYA MESIN 1

Upload: arno-de-beer

Post on 04-Jul-2015

863 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Mechanic of Machine 1

T".--;l;-lt " ' " . '1

POLITEKNIK PORT DICKSON

PEPERIKSAAN AKHIR

SESI JANUARI 2OO9

JABATAN KEJURUTERAAN MEKAN IKAL

ProgramSemesterTarikhMasa

: DKM/DEM/DTP/SKM:314:21 MEI 2009: 8.15 - 10.15 PG

ARAHAN:

1. Kertas ini mengandungi 6 soalan.

2. Calon dikehendaki menjawab 4 soalan sahaja.

PERALATAN DISEDIAKAN:

1. Buku Jawapan ( V l

2, Formula( ! )

3. Kertas Graf ( { )

Kertas ini mengandungi ( $ ) halaman bercetak dalam Dwi-BahasaBahasa Malaysia dan Bahasa Inggeris

Calon tidak dibenarkan membuka keftas soalan ini sehingga diberitahu

J 3O1O KAJIDAYA MESIN 1

Page 2: Mechanic of Machine 1

SULIT

SOALAN 1

a) Sebuah kereta berjisim 400k9 bergerak pada halaju 15m/s, pemandunya mendapati lampu

isyarat bertukar merah pada jarak 25m. Jika brek ditekan secara seragam. Cari daya yang

diperlukan untuk memberhentikan kereia tersebut.

( 8 markah)

b) Sebuah keretapi bermula dari keadaan rehat dan memecut secara seragam merentasi tiga

tiang telegraf yang berjarak 96m antara setiap satu. Masa yang diambil antara tiangpertama dan tiang kedua ialah 12 saat dan antara tiang kedua dan tiang ketiga ialah I saat.

Kira pecutan keretapi itu dan jarak dari kedudukan diam ke tiang yang pertama

(17 markah)

AUESTION 1

a) A 400 kg car is traveling at 15 m/s when the driver observes that a traffic light 25 m in frcnt

of her tums red. lf the brake is applied uniformly, determine the force required for it to come

to resf.

(8 Mark)

A train stafts from rest and accelerates uniformly through three telegraph pillars with the

distance between pillar is 96 m. The time required from first pillat and second ls 12 seconds

and from second pillar to third pillar is 8 seconds- Determine the accelerction and the

distance from rest to first pillar.

(17 Mark)

Page 3: Mechanic of Machine 1

J3010

SOALAN 2

Cari momen inersia pada paksi membujur untuk pemasangan rajah dibawah:

0500 mmp = 848QkgtmF

25 mm

F+f

QUESTION 2

Find the momen inertia with respect to an axis perpendicular for diagram below:

(D500 mm

25 mm

H

SULIT

(25 markah)

25 mm

l++l

25 mm

l€+l

Gambarajah 52

p = 8480 kg/mF

(25 matk)

Page 4: Mechanic of Machine 1

SULIT

SOALAN 3

Sebuah mesin angkat jenis jisim imbang digunakan untuk mengangkat jisim seberat 1 tan metrik

dengan satu jisim imbang 250 kg. Kedua-dua jisim tersebut disambung oleh seutas tali ringan yang

tak memanjang yang dililit pada sebuah gelendung seberat 120 kg dan berdiameter 1 .5 m dan

berjejari kisar 0.45 m.

Jika tork geseran di aci pemacu adalah 1.0 kNm dan beban tersebut perlu dinaikkan denganpecutan 0.85 m/s2, tentukan:

i. tork yang diperlukan

ii. halaju linearnya jika kuasa yang dikeluarkan pada ketika ini adalah l5 kW.

(25 markah)

OUESTION 3

A lifting machine is used to lift load weighted 1 tone metric with balance weigh 250kg. Both of the

load is connected to rope that will not effect to tensile stress and tied to a pulley weighted 120kg

with diameter of 1.5m and radius 0.45m.

If torque is a applied at the driven gear is 1.OkNm and the weight need to be lift with the speed of

0.85m/s2, deternrine :

i. Torque needed

ii. Linear velocity if the power involve is 15kW.

Page 5: Mechanic of Machine 1

J3010

SOALAN 4

SULIT

a) Tentukan julat nilai jisim mo yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunKan

100 kg bongkah yang diletakkan di atas satu satah seperti yang ditunjukkan di dalam rajah

4a. Pekali geseran bagi permukaan yang bersentuhan adalah 0'3.

Rajah 4a

(1 1 markah)

b) Daya p di yang ditunjukkan dalam rajah di atas.Tentukan magnitud dan arah daya geseran

antara permukaan satah dan bongkah jika :-

i , P=0

ii . P = 200

i i i . P = 250

iv. Apakah nilai P yang diperlukan untuk memulakan pergerakan ke atas satah

conoono. (14 markah)

QUESTION 4

a) Determine the range of value which fhe mass, mo may have so that the 100 kg block shown

in the figure wilt neither stad moving up the ptane nor slip down the plane. The coefficient of

static friction for the contact suiaces is 0.3.

Figure 4a

( 11 Mark)

Page 6: Mechanic of Machine 1

J3010

D)

SOALAN 5

Sudut heliks skru berpunca tiga ialah 7' 35 dan

dengan sudut benang 60" dan berdiameter min

skru tersebut, tentukan:

Jarak benang skru itu

Tork untuk menaikkan beban

from screw axis is 510 mm.

d) Forward efficiency of screw thread.

SIJLIT

pekalinya geserannya 0.25. Skru itu berbenang V

50 mm. Jika satu beban 2.75 kN dinaikkan oleh

The force P is applied to the 50 kg block when it is at rest. Determine the magnitude and

direction of the fiction force exerted bv the sudace on the block if:-

i - P=0

ii. P = 200

iii. P = 250

iv. What value of P is required to initiate motion up the incline?

(14 mark)

a)

b)

(6 Markah)

(10 Markah)

(4 Markah)

(5 Markah)

(4 Mark)

(5 Mark)

c) Jika sebatang spanar digunakan untuk memutarkan skru itu, dapatkan daya ufuk yang

dikenakan pada hujung spanarjika jaraknya dari paksi skru ialah 510 mm.

d) Kecekapan ke depan skru itu.

QUESTTOw 5

The three-staft thread helix angle is 7" 35 and the friction coefficient is 0.25. The angle of the Vee-

thread screw is 60 0 and the mean diameter is 50 mm. lf the screw is required to raise 2.75 kN load,

determine:

a) Pitch of screw threads (6 Mark)

(10 Ma*)b) Torque required raising the load

c) lf the spanner used to screw, find the hoizontal force at the end of spanner if the distance

Page 7: Mechanic of Machine 1

QUEST'ON 6

SULIT

An open belt drive connects two pulleys 1.5 m and 0.75 m in diametec the distance between the

centers of parallel shaft is 3.84 m. The belt weighs 0.7 kg/m length and maximum tension in it is not

to exceed 1650 N. The 1.5 m pulley, which is the driver runs at 250 rev/min. Due to the belt slip on

one of the pulleys, the velocity of the diven pulley with diameter 0.75m is only 480 rev/min- lf the

coefficient of fiction between the beft and the pulley is 0.25.Find:

a)

b)

c)

d)

e)

0

Centrifugal tension

Tension in the slack side.

Torque on each of the two shafts.

Power transmifted.

Power /osses due to belt slipping.

Efficiency of the drive.

(8 marks)

(4 marks)

(4 marks)

(2 marks)

(5 narks)

(2 marks)

Page 8: Mechanic of Machine 1

POLITEKNIK PORT DICKSON

PEPERIKSAAN AKHIR

SESI JULAI 2OO8

JABATAN KEJURUTERAAN MEKANIKAL

J 3O1O KAJIDAYA MESIN 1

Kursus : DKM/DEM/DTP/SKMSemester :314Tarikh : 12 DISEMBER 2008Masa : 3.00 - 5.00 PTG

ARAHAN:

1 . Kertas ini mengandungi 6 soalan.

2. Calon dikehendaki menjawab 4 soalan sahaja.

PERALATAN DISEDIAKAN:

1. Buku Jawapan ( { )

2. Formula( { )

3. Kertas Graf ( i )

Kertas ini mengandungi ( 7 ) halaman bercetak dalam Dwi-Bahasa' Bahasa Malaysia dan Bahasa Inggeris. Calon tidak dibenarkan membuka kedas soalan ini sehingga diberitahu

Page 9: Mechanic of Machine 1

J 3010

SOALAN 1

a) Seorang yang berjisim 100 kg berdiri di tepi jalan, kemudian melompat ke atas

sebuah trak berjisim 500 kg yang melintas dengan halaju 3 m/s. Cari

pengurangan halaju trak itu. (9 markah)

b) Sebiji peluru berjisim 0.1 kg ditembak mengufuk dengan halaju 500 m/s

terbenam ke dalam sebuah guni pasir berjisim 25 kg yang tergantung dengan

bebas. Dengan menganggap tiada pasir yang terkeluar selepas tembakan, kira:

i. halaju sepunya peluru dan guni pasir selepas terkena tembakan

ii. tenaga kinetik asal peluru

iii. kehilangan tenaga kinetik peluru selepas terkena guni

iv. tinggi maksima guni pasir itu naik selepas terkena tembakan

QUESTION 1

(16 markah)

A 100 kg man stands beside a road and then jumps onto a moving 500 kg truck

that travels at the speed of 3 m/s. Calculate the decrease of the speed.

( 9 Marks )

A bullet with the weight of 0.1 kg is released at a speed of 500 m/s hoizontally, It

hits a bunch of sand with the weight of 25 kg hanging freely. lf no sand is

released, calculate:

i. the speed of bullet and bunch when the bullet hits the bunch

ii. kinetic energy of the bullet

iii- the lost of kinetic energy of the bullet

v. the maximum height of the bunch after being hit by the bullet

( 16 Marks )

D)

Page 10: Mechanic of Machine 1

Y

J 3010

SOALAN 2

a) Sebuah roda tenaga berjisim 150 kg berjejari kisar 750 mm dipecut dari 20 psm

ke 85 psm, kira perubahan tenaga kinetik yang berlaku.

(12 markah)

b) Seutas tali diikat pada satu aci gandar roda tenaga. Tali itu ditarik oleh daya

100N sejauh 3 m menyebabkan roda tenaga itu berpusing 5 pusingan sesaat.

Kirakan momen inersia roda tenaga tersebut.(13 markah)

QUESTION 2

a) A 150 kg flywheel has radius of gyration 750 mm accelerates from 20 rpm to 85

rpm, determine the increment of kinetic energy. ( 12 Ma*s )

A cord is tied to a flywheel- The cord is pulled 3 m away by 100 N force, This

causes the flywheel rotates 5 rotation per second. Calculate the moment of

inertia of the flyvvheel. ( 13 Marks )

b)

Page 11: Mechanic of Machine 1

J 3010

SOALAN 3

Satu gelendung mesin angkat berjisim 26 kg, berdiameter 2.5 m dan jejari kisar 0.21 m.

Satu jisim seberat 80 kg diikat kepada satu hujung tali dan hujung satu lagi diikat

dengan pemberat seberat 30 kg. Kirakan:

a) Tork pemacu untuk menaikkan jisim 80 kg dengan pecutan 2.5 nls2.

(13 Markah )b) Halaju linear ketika beban sedang naik dimana kuasa yang dikeluarkan oleh

gelendung 1.8KW

(4 Markah )

c) Pecutan system apabila gelendung itu dibenarkan bergerak bebas (8 Markah )

QUEST/O r 3

A steel drum of a lifting machine with the mass of 26 kg,2-5 m diameter and 0.21 m

ndius of gyration . A /.nass of 80 kg is tied to one end of the rope and the other end is

tied with a weight of 30 kg. Calculate:

a) The torque of driver to tift-up the rnass of 80 kg with an u"""i"itioi oi2.S ^/"'

( 13 Marks )

b) The linear velocity of mass when the power produced from the drum is 1.8 KW.

( 4 Marks )( I Marks )c) The accelerate system when the drum is released freely.

Page 12: Mechanic of Machine 1

J 3010

SOALAN 4

a) Dengan bantuan lakaran gambarajah badan bebas, tunjukkan komponen-

komponen daya yang bertindak hasil dari daya tarikan p ke atas sebuah bongkah

berjisim M mendaki landasan kayu bersudut a dari ufuk dengan halaju seragam.Tunjukkan bagaimana p dikira dalam sebutan P dan M. ( 7 markah )

b) Sebuah bongkah berjisim '100 kg terletak di atas satu satah condong bersudut 30o

kepada ufuk. Bongkah tersebut ditarik naik oleh satu daya yang bertindak 1Oo dari

satah condong. Pekali geseran antara satah dan bongkah adalah 0.25.

i )

i i )

i i i )

QUESTION 4

Lakarkan gambarajah badan bebas untuk daya-daya yang bertindak ke

atas bongkah tersebut. (5 markah )Tentukan nilai daya ketika menaikkan bongkah tersebut (7 markah )Tentukan kecekapan kendaliannya ( 6 markah )

a) With the help of a diagram, draw a balance of forces in both x and y-directions with

a force P parallel to the incline is applied to the middle block. A force p acting onthe block of mass M which is positioned on the oo from the hoizontat surface with

a constant velocity. Derive the coefticient of static fiction, u in terms of p and M.

( 7 Marks )

b) A block is positioned on the 3f incline. A block is pulted up by a force acting on a1C parallel to the inctine. The coefficient of static friction is 0.25.

Draw a diagram to show a balance of forces in both x and v-directions

( 5 Marks )( 7 Marks )( 6 Marks )

ii) Calculate the value of force to pull up the btock

iii) Calculate the operational efficiency

Page 13: Mechanic of Machine 1

Satu jek skru berpaksi tegak digunakan untuk mengangkat satu beban berjisim 750 kg

melalui sebatang pemegang. Satu daya ufuk 112 N dikenakan pada huiung 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 :

b)

Pekali geseran

Kecekapan ke depan

beban

d) Kecekapan maksimum skru itu.

QUESTTOTV 5

a) Fiction coefficient

b) Forward efficiencY

c) Hoizontal force at the end of the handle to lower the load

d Maximum efficiency of the screw thread.

Daya ufuk yang perlu dikenakan pada hujung pemegang untuk menurunkan

( 11 Markah )

( 4 Markah )

( 6 Markah )

( 4 Markah )

( 11 Marks )

( 4 Marks )

( 6 Marks )

( 4 Marks )

A verlical screw iack rs used fo raise a 750 kg load by using a handle' A hoizontal force

112 N is applied at the end of the handle. The distance of the hoizontal force from the

screwaxlsis300mm.Theexternaldiameter isSsmmandthepitchofatwo-staf t

square thread is 6 mm. Cdlculate:

Page 14: Mechanic of Machine 1

Satu tali sawat terbuka disambungkan secara selari oleh 2 takal yang berdiameter 1.2 m

dan 0.6 m diregangkan sejauh 3 m. Tali sawat tersebut berjisim 0.56 kgim dan tegangan

maksimum tali sawat ialah 1.5 kN. Takal pemacu berputar dengan 300 psm. Pekali

geseran di antara tali sawat dan permukaan takal ialah 0.3. Kirakan:

J 3010

SOALAN 6

Calculate:

a) The initial tension

b) Power transmitted

c) Maximum power.

(15 Markah)

(3 Markah)

(7 Markah )

( 15 Marks )(3 Marks )(7Ma*s)

a)

b)

c)

Tegangan mula tali sawat

Kuasa terhantar dan

Kuasa maksimum tali sawat.

QUEST'ON 6

An open belt dive connects two pulleys 1.2 m and 0-6 m, on a parallel shaft 3 m apart.

The belt has a mass of 0.56 kg/m and the maximum tension ls 1.5 kN. The diver pulley

runs at 300 rpm. The coefficient of friction between the belt and the pulley surface is 0.3.