งาน พลังงาน โมเมนตัม ชุดที่ 1 (15 ข้อ)
| 1. | ออกแรงคงตัวขนาด 10 นิวตัน ลากกล่องใบหนึ่งให้เคลื่นอนที่ด้วยความเร็วคงตัวบนพื้นในแนวระดับที่มีความเสียดทาน จงหางานของแรงที่ลากกล่องและงานของแรงเสียดทานตามลำดับ ถ้าการกระจัดของกล่องเป็น 3 เมตร |
| 2. | หย่อนเชือกที่ผูกกับวัตถุให้เคลื่อนที่ลงเป็นระยะทาง S ด้วยความเร็วคงตัว งานของแรงที่เชือกดึงวัตถุเป็นเท่าใด |
| 3. | แรงที่สปริงทำกับมวลก้อนหนึ่งแสดงดังกราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงสปริงกับการกระจัดของมวลจากตำแหน่งสมดุล ดังรูป
 ข. งานของแรงสปริงในช่วงการกระจัดจาก -0.3 ถึง 0.3 เมตร |
| 4. | วัตถุมวล m อยสูู่งจากพื้นเป็นระยะทาง h พลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุนี้บนผิวโลกและบนผิวดวงจันทร์เท่ากันหรือไม่ |
| 5. | ถ้ามีแรงกระทำต่อวัตถุในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ พลังงานจลน์ของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร ในทางกลับกันถ้าแรงนั้นมีทิศทางตรงข้าม พลังงานจลน์ของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร |
ตอบ เมื่อมีแรงกระทำต่อวัตถุในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ จะทำให้วัตถุมีความเร็วเพิ่มขึ้น ดังนั้น พลังงานจลน์ของวัตถุจะเพิ่มขึน
ในทางกลับกัน ถ้าแรงที่กระทำต่อวัตถุมีทิศทางตรงข้าม จะทำให้วัตถุมีความเร็วลดลง ดังนั้น พลังงานจลน์ของวัตถุจะลดลง
ในทางกลับกัน ถ้าแรงที่กระทำต่อวัตถุมีทิศทางตรงข้าม จะทำให้วัตถุมีความเร็วลดลง ดังนั้น พลังงานจลน์ของวัตถุจะลดลง
| 6. | ปล่อยลูกกลมอันหนึ่งจากจุด X ตกสู่พื้นตามแนวดิ่งผ่านจุด Y ซึ่งเป็นจุดกึ่งกลางระหว่างตำแหน่ง X กับพื้นถ้าให้ Ep เป็นพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุ และ Ek เป็นพลังงานจลน์ของวัตถุที่ตำแหน่ง Y จงหาความสัมพันธ์ของ Ep กับ Ek
 |
| 7. | งานของแรง F ซึ่งกระทำกับวัตถุหนึ่งมีความสัมพันธ์กับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ S ดังรูป วัตถุใช้เวลาเคลื่อนที่ทั้งหมด 20 วินาที ในการทำงานของแรง F นี้กำลังเฉลี่ยของแรง F เป็นเท่าใด
 |
| 8. | กรรมกรคนหนึ่งแบกของหนัก 50 กิโลกรัม ขึ้นไปบนภูเขา โดยเริ่มต้นที่จุด O แล้วเดินไปตามทาง OABC ถึงจุดหมายที่จุด C งานที่กรรมกรผู้นี้ทำจะเท่ากับ (ค่า g = 10 m/s2)
 |
| 9. | วัตถุมวล 1 กิโลกรัม เคลื่อนที่เป็นวงกลมอย่างสม่ำเสมอบนพื้นราบด้วยขนาดของความเร็ว 2 เมตรต่อวินาที โดยมีรัศมี 0.5 เมตร งานเนื่องจากแรงสู่ศูนย์กลางเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ครึ่งรอบเป็นเท่าใด |
| 10. | กล่องหนัก 15 นิวตัน ถูกลากไปตามพื้นลื่นโดยแรง P = 30 นิวตัน ที่ทำมุม θ = 60∘ ด้วยความเร็ว 3 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เป็นเวลา 1 นาที กำลังที่ใช้ในการลากกล่องเป็นเท่าไร
 |
| 11. | การเข็นรถไปตามพื้นราบและการเข็นรถไปตามพื้นเอียงด้วยอัตราเร็วคงตัวในระยะทางเท่ากัน กรณีใดต้องทำงานมากกว่ากันเพราะเหตุใด ถ้าถือว่าแรงเสียดทานที่กระทำต่อรถทั้งสองกรณีมีขนาดเท่ากัน |
ตอบ การเข็นรถไปตามพื้นเอียงต้องทำงานมากกว่าการเข็นรถไปตามพื้นราบ
การเข็นรถไปตามพื้นราบ แรงที่กระทำต่อรถ และการกระจัด มีทิศทางเดียวกันงานของแรงที่กระทำต่อรถ คือ W1 = F1s
ดังรูป ก โดย
ดังรูป ก โดย
F1 = f
แต่การเข็น รถ (ขึ้น) ไปตามพื้นเอียง (ที่มีทิศทางทำมุม กับพื้นราบระดับ) แรงที่กระทำต่อรถ และการกระจัด งานของแรงที่กระทำต่อรถคือ W2 = F2s
ดังรูป ข โดย
ดังรูป ข โดย
F2 = mg sin θ + f
จะได ้F2 > F1 ดังนั้น W2 > W1
จึงสรุปได้ว่า การเข็นรถไปตามพื้นเอียงต้องทำงานมากกว่าการเข็นรถไปตามพื้นราบด้วยอัตรา เร็วคงตัวในระยะทางเท่ากันเมือแรงเสียดทานมีค่าเท่ากัน
จึงสรุปได้ว่า การเข็นรถไปตามพื้นเอียงต้องทำงานมากกว่าการเข็นรถไปตามพื้นราบด้วยอัตรา เร็วคงตัวในระยะทางเท่ากันเมือแรงเสียดทานมีค่าเท่ากัน
| 12. | ออกแรงคงที่ F ในแนวระดับดันกล่องใบหนึ่งให้เคลื่อนที่จากหยุดนึ่งไปบนพื้นระดับลื่น จงเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกำลังขณะใด ๆ ของแรง F กับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ |
| 13. | มวล 2 กิโลกรัม เคลื่อนที่ในแนวราบบนพื้นที่มีแรงเสียดทาน 8 นิวตัน เข้าชนสปริงด้วยความเร็ว 2 เมตร/วินาที ทำให้สปริงหดได ้10 เซนติเมตร ค่าคงตัวของสปริงเป็นเท่าใดในหน่วยนิวตัน/เมตร
 |
| 14. | จากรูป วัตถุเคลื่อนที่ลงจากทางโค้งซึ่งไม่มีแรงเสียดทาน เมื่อเคลื่อนที่ถึงพื้นราบ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างวัตถุกับพื้นราบเป็น 0.4 อยากทราบค่าวัตถุจะเคลื่นอนที่บนพื้นราบได้ไกลที่สุดเท่าไร
 |
| 15. | ผูกมวล m ติดไว้ที่ปลายสปริงเบาซึ่งมีความยาวปกติ 40.0 เซนติเมตร และมีค่าคงตัวสปริงเท่ากับ 100 นิวตันต่อเมตร ถ้าเราแกว่งมวล m เป็นวงกลมบนพื้นโต๊ะลื่นรอบจุด O โดยมีรัศมีการเคลื่อนที่ 50.0 เซนติเมตร ขณะนั้นพลังงานจลน์ของมวลเป็นกี่เท่าของพลังงานศักย์ของสปริง
 |
