8 ตัวอย่างของพลังงานศักยภาพและพลังงานจลน์
1. ดูภาพด้านล่างนี้สิ!
วัตถุ A มีมวล 1.500 กรัม และอยู่ในตำแหน่งดังที่แสดงในภาพ หลังจากนั้นไม่นาน วัตถุจะตกลงสู่พื้น พลังงานศักยภาพ วัตถุ A เป็นเจ้าของที่ใหญ่ที่สุด
คือ... (เป็นที่ทราบกันว่า g ของโลก = 10 m/s²)2)
ก. 15 จูล
ข. 200 จูล
C. 300 จูล
ง. 30.000 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ระบุหน่วยทั้งหมดในระบบหน่วยสากล
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ s²
มวลของวัตถุ (m) = 1500 กรัม = 1500/1000 กิโลกรัม = 1,5 กิโลกรัม
ความสูง (h) = 20 เมตร
คำถาม:พลังงานศักยภาพของวัตถุ A
คำตอบ :
วัตถุ A มีพลังงานศักย์สูงสุดเมื่ออยู่จุดสูงสุด ซึ่งอยู่ห่างจากพื้นดิน 20 เมตร และมีพลังงานศักย์ต่ำสุดเมื่อวัตถุอยู่บนพื้นดิน
พลังงานศักย์ของวัตถุคำนวณได้โดยใช้สูตรพลังงานศักย์โน้มถ่วง:
EP = mgh = (1,5 kg)(10 m/s² ) (20 m) = 300 kg m² / s² = 300 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
2. กระสุนปืนมีมวล 10 กรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100 เมตร/วินาที พลังงานจลน์ของกระสุนปืนคือ…..
ก. 50 จูล
ข. 1.000 จูล
C. 10.000 จูล
ง. 50.000 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของกระสุน (m) = 10 กรัม = 10/1000 กิโลกรัม = 1/100 กิโลกรัม = 0,01 กิโลกรัม
ความเร็วของกระสุน (v) = 100 เมตร/วินาที
คำถาม:พลังงานจลน์ของกระสุนปืน
คำตอบ :
พลังงานจลน์ของกระสุนคำนวณได้โดยใช้สูตรพลังงานจลน์:
EK = 1/2 มิลลิโวลต์2
EK = 1/2 (0,01 กก.)(100 ม./วินาที) 2
EK = 1/2 (0,01 กก.)(10.000 ม. 2 /วินาที2 )
EK = (0,01 กก.)(5000 ม. 2 /วินาที2 )
EK = 50 กก.ม. ² /วินาที²
EK = 50 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
3. รถ A และรถ B มีมวลเท่ากัน รถทั้งสองคันเคลื่อนที่ด้วยพลังงานจลน์ที่ต่างกัน ถ้าพลังงานจลน์ของรถ A เทียบกับพลังงานจลน์ของรถ B คือ 4:9 แล้วความเร็วของรถ A เทียบกับความเร็วของรถ B คือ…
ก. 2 : 3
B. 3 : 2
C. 4 : 9
ง. 9 : 4
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
พลังงานจลน์ของรถยนต์ A (EK)A) = 4
พลังงานจลน์ของรถยนต์ B (EK)B) = 9
มวลของรถยนต์ A (เมตร)A) = มวลของรถ B (ม.)B) = ม.
คำถาม: ความเร็วของรถยนต์ A เมื่อเทียบกับความเร็วของรถยนต์ B
คำตอบ :
สมมติว่ามวลของรถ A เท่ากับมวลของรถ B = m = 1
พลังงานจลน์ของรถยนต์ A:
EK = ½ มิลลิโวลต์2 —-> สูตรพลังงานจลน์
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
พลังงานจลน์ของรถยนต์ B:
EK = ½ มิลลิโวลต์2 —-> สูตรพลังงานจลน์
9 = ½ (1) v2
(2)(9) = v2
vB = √(2)(9)
การเปรียบเทียบความเร็วของรถยนต์ A และรถยนต์ B:
vA :vB
√(2)(4) : √(2)(9)
2√2 : 3√2
2: 3
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
4. วัตถุ A และ B มีมวลเท่ากัน วัตถุ A เคลื่อนที่ด้วยพลังงานจลน์ 4 จูล และวัตถุ B เคลื่อนที่ด้วยพลังงานจลน์ 16 จูล อัตราส่วนของความเร็วของวัตถุ A ต่อความเร็วของวัตถุ B คือ…
ก. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
ง. 4 : 1
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
พลังงานจลน์ของวัตถุ A (EK)A) = 4 จูล
พลังงานจลน์ของวัตถุ B (EK)B) = 16 จูล
มวลของวัตถุ A (ม.)A) = มวลของวัตถุ B (ม.)B) = ม.
คำถาม: เปรียบเทียบความเร็วของวัตถุ A กับความเร็วของวัตถุ B
คำตอบ :
สมมติว่ามวลของวัตถุ A = มวลของวัตถุ B = m = 1
พลังงานจลน์ของวัตถุ A:
EK = ½ มิลลิโวลต์2 —-> สูตรพลังงานจลน์
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
พลังงานจลน์ของวัตถุ B:
EK = ½ มิลลิโวลต์2 —-> สูตรพลังงานจลน์
16 = ½ (1) v2
(2)(16) = v2
vB = √(2)(16)
การเปรียบเทียบความเร็วของรถยนต์ A และรถยนต์ B:
vA :vB
√(2)(4) : √(2)(16)
2√2 : 4√2
2: 4
1: 2
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
5. วัตถุสองชิ้นที่มีมวลเท่ากันกำลังเคลื่อนที่ อัตราส่วนของพลังงานจลน์ของวัตถุชิ้นแรกและชิ้นที่สองคือ 1:4 อัตราส่วนของความเร็วของวัตถุชิ้นแรกต่อวัตถุชิ้นที่สองคือ…
ก. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
ง. 4 : 1
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
พลังงานจลน์ของวัตถุชิ้นแรก (EK)1) = 1
พลังงานจลน์ของวัตถุชิ้นที่สอง (EK)2) = 4
มวลของวัตถุชิ้นแรก (ม.)1) = มวลของวัตถุชิ้นที่สอง (ม.)2) = ม.
คำถาม: เปรียบเทียบความเร็วของวัตถุชิ้นแรกกับความเร็วของวัตถุชิ้นที่สอง
คำตอบ :
สมมติว่ามวลของวัตถุชิ้นแรกเท่ากับมวลของวัตถุชิ้นที่สอง = m = 1
พลังงานจลน์ของวัตถุชิ้นแรก:
EK = ½ มิลลิโวลต์2 —-> สูตรพลังงานจลน์
1 = ½ (1) v2
(2)(1) = v2
2 = วี2
vA = √2
พลังงานจลน์ของวัตถุชิ้นที่สอง:
EK = ½ มิลลิโวลต์2 —-> สูตรพลังงานจลน์
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vB = √(2)(4)
การเปรียบเทียบความเร็วของรถยนต์ A และรถยนต์ B:
v1 :v2
√2 : √(2)(4)
√2 : 2√2
1: 2
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
6. วัตถุชิ้นหนึ่งเลื่อนไปบนพื้นเอียงด้วยความเร็วคงที่ การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นคือ…
ก. พลังงานศักยภาพ → พลังงานจลน์
B. พลังงานจลน์ → พลังงานศักยภาพ
C. พลังงานศักยภาพ → พลังงานความร้อน
ง. พลังงานจลน์ → พลังงานความร้อน
พลังงานความร้อน → พลังงานจลน์
การอภิปราย
ถ้าวัตถุเลื่อนลงมาตามพื้นเอียงจากบนลงล่าง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
ดูวงจรในรูปภาพประกอบ
7. ลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ได้รับระยะการกระจัดเริ่มต้น และจากนั้นแกว่งอย่างกลมกลืนดังแสดงในรูป ถ้าจุดอ้างอิงสำหรับการวัดพลังงานศักย์คือจุด C ข้อความใดถูกต้อง?
(1) พลังงานจลน์ของลูกตุ้มที่จุด A' เท่ากับพลังงานจลน์ของลูกตุ้มที่จุด B'
(2) พลังงานศักย์ของลูกตุ้มที่จุด A' เท่ากับพลังงานศักย์ของลูกตุ้มที่จุด B'
(3) ความแตกต่างของพลังงานจลน์ของลูกตุ้มที่จุด A' และ A เท่ากับความแตกต่างของพลังงานศักย์ของลูกตุ้มที่จุด B' และ B
(4) ความเร็วของลูกตุ้มที่จุด A' เท่ากับความเร็วของลูกตุ้มที่จุด B
การอภิปราย
ข้อความที่ถูกต้องคือข้อ 1, 2 และ 3
8. ดูรูปสิ!
พลังงานจลน์ของวัตถุ ณ จุด B เท่ากับ 100 จูล ถ้ามวลของวัตถุเท่ากับ 2,5 กิโลกรัม พลังงานจลน์ของวัตถุเมื่อตกกระทบพื้น ณ จุด C คือ…
เอ. 350 จูล
บี. 250 จูล
ซี. 150 จูล
ง. 100 จ.
การอภิปราย
พลังงานจลน์ของวัตถุเมื่อมาถึงจุด B:
EP = mgh = (2,5)(10)(4) = 100 จูล
พลังงานจลน์ของวัตถุเมื่อมาถึงจุด C:
EP = mgh
EP = (2,5)(10)(4 + 6)
EP = (2,5)(10)(10)
EP = 250 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
ที่มาของคำถาม:
ข้อสอบวิชาวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมต้น/มัธยมต้นอิสลาม
คำถามฟิสิกส์ SBMPTN
