แบบฝึกหัดงานและพลังงาน
1.จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรง (F) กับการกระจัด (s) ถ้าแรงนี้กระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ไปตามการกระจัดนี้ใช้เวลา 5 วินาที จงหาว่างานและกำลังที่มีค่าเท่าไรวิธีทำ
กราฟ F , s หา W ได้จากพื้นที่ใต้กราฟ และหา P จาก
จาก W = พื้นที่ใต้กราฟ
=
W = 45 J
และ
ดังนั้น งานและกำลังมีค่า 45 จูลและ 9 วัตต์ ตามลำดับ
2.ลูกบอลมวล 0.5 กิโลกรัม ถูกปล่อยจากขอบหน้าต่างสูง 30 เมตร ทำให้ลูกบอลตกลงในแนวดิ่งโดยมีความเร็วต้นเป็นศูนย์ เมื่อเวลาผ่านไป 2 วินาที ลูกบอลนี้จะมีพลังงานจลน์เท่าใด
วิธีทำ
จาก v = u + at
= 0 + (10)(2)
v = 20 m/s
และ
ดังนั้น ลูกบอลมีพลังงานจลน์ 100 จูล
3.รถยนต์มีมวล 1,000 กิโลกรัม กำลังเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 36 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อจะให้รถหยุดใน 5 วินาที จะต้องมีการทำงานเท่าใด
วิธีทำ
รถวิ่งแล้วหยุด เปลี่ยนรูปเป็น เมื่อ m = 1,000 kg , v = 36 km/h หรือ 10 m/s
จาก
ดังนั้น มีการทำงานเท่ากับ 50,000 จูล
4.รถยนต์คันหนึ่งวิ่งด้วยความเร็ว U สามารถเบรกให้หยุดได้ในระยะทาง S ถ้ารถมีผู้โดยสารทำให้มวลเพิ่มขึ้น 40% จากมวลเดิม และเบรกด้วยแรงเท่าเดิม ระยะทางที่รถยนต์คันนี้จะเบรกให้หยุดได้จะกลายเป็นเท่าใด
วิธีทำ
จาก
จึงได้ว่า … (1)
และ … (2)
(1) + (2)
5.กล่องใบหนึ่งมีมวล 2 กิโลกรัม ไถลไปบนพื้นราบด้วยความเร็วต้น 2 เมตร/วินาที เมื่อไถลไปได้ 1 เมตร ก็หยุดนิ่ง สัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างกล่องและพื้นเป็นเท่าใด
วิธีทำ
จาก
ดังนั้นสัมประสิทธิ์ความเสียดทานมีค่า 0.2
6.จงหาแรงต้านของเนื้อไม้ที่ช่างไม้ใช้ฆ้อนมวล 200 กรัม ตีตะปู 2 กรัม ในแนวราบเข้าไปในเนื้อไม้ 1 เซนติเมตร ถ้าความเร็วของค้อนและตะปู ขณะกระทบกันเป็น 10 เมตรต่อวินาที และค้อนไม่กระดอนออกจากหัวตะปู
วิธีทำ
จาก
F = 1010 N
ดังนั้น แรงต้านของเนื้อไม้เท่ากับ 1010 N
F = 1010 N
ดังนั้น แรงต้านของเนื้อไม้เท่ากับ 1010 N
7.รถที่มีความเร็ว 30 กิโลเมตร/ชั่วโมง เมื่อห้ามล้อให้หยุดจะไถลไปเป็นระยะทาง 4.0 เมตร ถ้ารถมีความเร็วเป็น 90 กิโลเมตร/ชั่งโมง เมื่อห้ามล้อให้หยุดจะไถลไปเป็นระยะทางเท่าใด
วิธีทำ
จาก
… (1)
… (2)
(2) / (1) ;
8.สปริงมีค่าคงตัว 2 นิวตัน/เซนติเมตร จะต้องทำงานเท่าไรในการยืดสปริงจากระยะ 2 เซนติเมตรจากตำแหน่งสมดุลไปเป็น 4 เซนติเมตร
วิธีทำ
เมื่อรู้ k = 2 N/cm หรือ 200 N/m , ต้องหา W
จาก
W = 0.12 J
ดังนั้น ต้องทำงาน 0.12 จูล
จาก
W = 0.12 J
ดังนั้น ต้องทำงาน 0.12 จูล
9.นการทดลองเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างงานและพลังงานจลน์ ได้ผลความสัมพันธ์ระหว่างงาน (Fs) กับความเร็วสุดท้ายของรถทดลองยกกำลังสอง ดังรูป ถ้า ณ เวลาหนึ่งความเร็วของรถทดลองเป็น 0.8 เมตรต่อวินาที รถทดลองจะมีพลังงานจลน์ ณ ขณะนั้นเป็นเท่าไร
วิธีทำ
จากการทดลอง หรือ Fs จากกราฟเส้นตรง slope คงตัว เมื่อรู้ค่า v หรือ ก็จะหา ได้
ดังนั้น รถทดลองมีพลังงานจลน์เท่ากับ 0.128 จูล
10.วัตถุหนึ่งไถลลงมาตามพื้นเอียงที่ไม่มีความฝืด เมื่อถึงปลายล่างของพื้นเอียง วัตถุนี้จะมีอัตราเร็วปลายเท่ากับ v ถ้าต้องการให้ได้อัตราเร็วปลายเพิ่มเป็น 2v จะต้องยกปลายพื้นเอียงให้สูงขึ้นเป็นกี่เท่าของความสูงเดิม
วิธีทำ
พิจารณาจากรูป เมื่อรู้ ต้องการหา เป็นกี่เท่า
จาก
ได้ว่า
ดังนั้น ต้องยกปลายพื้นเอียงให้สูงขึ้นเป็น 4 เท่าของเดิม
ขอบคุนมากๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆ คร่า ^^
ตอบลบเฉลยใหม่ต้วยครับบ้างข้อก็ไม่แปลงหน่วย บ้างข้อก็เฉลยผิด
ตอบลบดูวิธีทำไม่ได้ค่ะ
ตอบลบ