วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

1. ออกแรงคงตัวขนาด 10 นิวตัน ลากกล่องใบหนึ่งให้เคลื่นอนที่ด้วยความเร็วคงตัวบนพื้นในแนวระดับที่มีความเสียดทาน จงหางานของแรงที่ลากกล่องและงานของแรงเสียดทานตามลำดับ ถ้าการกระจัดของกล่องเป็น 3 เมตร

ตอบ WF = 30 J และ Wf = -30 J

2. หย่อนเชือกที่ผูกกับวัตถุให้เคลื่อนที่ลงเป็นระยะทาง S ด้วยความเร็วคงตัว งานของแรงที่เชือกดึงวัตถุเป็นเท่าใด

3. แรงที่สปริงทำกับมวลก้อนหนึ่งแสดงดังกราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงสปริงกับการกระจัดของมวลจากตำแหน่งสมดุล ดังรูป

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

ก. งานของแรงสปริงในช่วงการกระจัดจาก 0 ถึง 0.3 เมตร
ข. งานของแรงสปริงในช่วงการกระจัดจาก -0.3 ถึง 0.3 เมตร

ตอบ ก. -0.45 J และ ข. 0 J

4. วัตถุมวล m อยสูู่งจากพื้นเป็นระยะทาง h พลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุนี้บนผิวโลกและบนผิวดวงจันทร์เท่ากันหรือไม่

ตอบ พลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุนี้บนผิวโลกจะมีค่ามากกว่าบนผิวดวงจันทร์

5. ถ้ามีแรงกระทำต่อวัตถุในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ พลังงานจลน์ของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร ในทางกลับกันถ้าแรงนั้นมีทิศทางตรงข้าม พลังงานจลน์ของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร

ตอบ เมื่อมีแรงกระทำต่อวัตถุในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ จะทำให้วัตถุมีความเร็วเพิ่มขึ้น ดังนั้น พลังงานจลน์ของวัตถุจะเพิ่มขึน
ในทางกลับกัน ถ้าแรงที่กระทำต่อวัตถุมีทิศทางตรงข้าม จะทำให้วัตถุมีความเร็วลดลง ดังนั้น พลังงานจลน์ของวัตถุจะลดลง

6. ปล่อยลูกกลมอันหนึ่งจากจุด X ตกสู่พื้นตามแนวดิ่งผ่านจุด Y ซึ่งเป็นจุดกึ่งกลางระหว่างตำแหน่ง X กับพื้นถ้าให้ Ep เป็นพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุ และ Ek เป็นพลังงานจลน์ของวัตถุที่ตำแหน่ง Y จงหาความสัมพันธ์ของ Ep กับ Ek

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

7. งานของแรง F ซึ่งกระทำกับวัตถุหนึ่งมีความสัมพันธ์กับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ S ดังรูป วัตถุใช้เวลาเคลื่อนที่ทั้งหมด 20 วินาที ในการทำงานของแรง F นี้กำลังเฉลี่ยของแรง F เป็นเท่าใด

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

8. กรรมกรคนหนึ่งแบกของหนัก 50 กิโลกรัม ขึ้นไปบนภูเขา โดยเริ่มต้นที่จุด O แล้วเดินไปตามทาง OABC ถึงจุดหมายที่จุด C งานที่กรรมกรผู้นี้ทำจะเท่ากับ (ค่า g = 10 m/s2)

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

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

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

11. การเข็นรถไปตามพื้นราบและการเข็นรถไปตามพื้นเอียงด้วยอัตราเร็วคงตัวในระยะทางเท่ากัน กรณีใดต้องทำงานมากกว่ากันเพราะเหตุใด ถ้าถือว่าแรงเสียดทานที่กระทำต่อรถทั้งสองกรณีมีขนาดเท่ากัน

ตอบ การเข็นรถไปตามพื้นเอียงต้องทำงานมากกว่าการเข็นรถไปตามพื้นราบ

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

การเข็นรถไปตามพื้นราบ แรงที่กระทำต่อรถ และการกระจัด มีทิศทางเดียวกันงานของแรงที่กระทำต่อรถ คือ W1 = F1s
ดังรูป ก โดย

F1 = f

แต่การเข็น รถ (ขึ้น) ไปตามพื้นเอียง (ที่มีทิศทางทำมุม กับพื้นราบระดับ) แรงที่กระทำต่อรถ และการกระจัด งานของแรงที่กระทำต่อรถคือ W2 = F2s
ดังรูป ข โดย

F2 = mg sin θ + f

จะได ้F2 > F1 ดังนั้น W2 > W1
จึงสรุปได้ว่า การเข็นรถไปตามพื้นเอียงต้องทำงานมากกว่าการเข็นรถไปตามพื้นราบด้วยอัตรา เร็วคงตัวในระยะทางเท่ากันเมือแรงเสียดทานมีค่าเท่ากัน

12. ออกแรงคงที่ F ในแนวระดับดันกล่องใบหนึ่งให้เคลื่อนที่จากหยุดนึ่งไปบนพื้นระดับลื่น จงเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกำลังขณะใด ๆ ของแรง F กับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่

ตอบ

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

13. มวล 2 กิโลกรัม เคลื่อนที่ในแนวราบบนพื้นที่มีแรงเสียดทาน 8 นิวตัน เข้าชนสปริงด้วยความเร็ว 2 เมตร/วินาที ทำให้สปริงหดได ้10 เซนติเมตร ค่าคงตัวของสปริงเป็นเท่าใดในหน่วยนิวตัน/เมตร

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

14. จากรูป วัตถุเคลื่อนที่ลงจากทางโค้งซึ่งไม่มีแรงเสียดทาน เมื่อเคลื่อนที่ถึงพื้นราบ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างวัตถุกับพื้นราบเป็น 0.4 อยากทราบค่าวัตถุจะเคลื่นอนที่บนพื้นราบได้ไกลที่สุดเท่าไร

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล

15. ผูกมวล m ติดไว้ที่ปลายสปริงเบาซึ่งมีความยาวปกติ 40.0 เซนติเมตร และมีค่าคงตัวสปริงเท่ากับ 100 นิวตันต่อเมตร ถ้าเราแกว่งมวล m เป็นวงกลมบนพื้นโต๊ะลื่นรอบจุด O โดยมีรัศมีการเคลื่อนที่ 50.0 เซนติเมตร ขณะนั้นพลังงานจลน์ของมวลเป็นกี่เท่าของพลังงานศักย์ของสปริง

วัตถุหนัก 80 นิวตัน ถูกยกขึ้นเหนือพื้นระดับเป็นระยะทาง 5 เมตร จะมีพลังงานศักย์กี่จูล