1. บุคคลหนึ่งดึงบล็อกไปตามพื้นราบเป็นระยะทาง 2 เมตร ด้วยแรงคงที่ F = 20 นิวตัน จงคำนวณหาปริมาณงานที่ทำโดยแรง F ที่กระทำต่อบล็อก
เป็นที่รู้จัก :
แรง (F) = 20 นิวตัน
การกระจัด (วินาที) = 2 เมตร
มุม (θ ) = 0
ต้องการ : งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 จูล
2. แรง F = 10 N กระทำต่อกล่องที่ระยะ 1 เมตร ตามแนวราบ แรงกระทำทำมุม 30 องศาดังแสดงในรูปด้านล่าง จงคำนวณหาปริมาณงานที่ทำโดยแรง F!
เป็นที่รู้จัก :
แรง (F) = 10 นิวตัน
แรงในแนวนอน (F x ) = F cos 30 o = (10)(0.5√3) = 5√3 N
การกระจัด (d) = 1 เมตร
ต้องการรับสมัครงาน (W)
สารละลาย :
W = F x d = (5√3)(1) = 5√3 จูล
3. วัตถุตกอย่างอิสระจากหยุดนิ่งจากความสูง 2 เมตร ถ้าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 m/s² จงหาปริมาณงานที่ทำโดยแรงโน้มถ่วง!
เป็นที่รู้จัก :
มวลของวัตถุ(ม.) = 1 กก.
ความสูง (h) = 2 เมตร
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ s²
ต้องการทราบ:งานที่ทำโดยแรงโน้มถ่วง (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
W = F d = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 จูล
W = งาน, F = แรง, d = ระยะทาง, w = น้ำหนัก , h = ความสูง, m = มวล, g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
4. วัตถุมวล 1 กิโลกรัมติดอยู่กับสปริง ทำให้ยืดออก 2 เซนติเมตร ถ้าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 เมตร/วินาที²จงหา (ก) ค่าคงที่ของสปริง และ (ข) งานที่ทำโดยแรงของสปริงต่อวัตถุ
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 1 กก.
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ s²
การยืดตัว (x) = 2 ซม. = 0.02 ม.
น้ำหนัก (w) = มิลลิกรัม = (1 กิโลกรัม)(10 ม./วินาที² ) = 10 กิโลกรัม ม./วินาที² = 10 นิวตัน
ต้องการทราบค่าคงที่ของสปริงและงานที่ทำโดยแรงของสปริง
วิธีการแก้ปัญหา:
(ก) ค่าคงที่สปริง
สูตรของกฎของฮุค :
F = k x.
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02
k = 500 นิวตัน/เมตร
(ข) งานที่ทำโดยแรงสปริง
W = – ½ kx 2
W = – ½ (500)(0.02) 2
W = – (250)(0.0004)
W = -0.1 จูล
เครื่องหมายลบแสดงว่าทิศทางของแรงสปริงนั้นตรงข้ามกับทิศทางของการเคลื่อนที่ของวัตถุ
5. แรง F = 10 N ทำให้กล่องเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเป็นระยะทาง 2 m พื้นขรุขระและมีแรงเสียดทาน Fk = 2 N จงหาปริมาณงานสุทธิที่กระทำต่อกล่อง
เป็นที่รู้จัก :
แรง (F) = 10 นิวตัน
แรงเสียดทานจลน์ (F k ) = 2 N
การกระจัด (d) = 2 ม.
ต้องการ :เครือข่าย (W net )
วิธีการแก้ปัญหา:
งานที่ทำโดยแรง F :
W 1 = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 จูล
งานที่ทำโดยแรงเสียดทานจลน์ (F k ) :
W 2 = F k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 จูล
เครือข่าย:
W สุทธิ= W 1 – W 2
W สุทธิ= 20 – 4
พลังงานสุทธิ= 16 จูล
6. งานที่ทำโดยแรง F บนบล็อกมีค่าเท่าใด
เป็นที่รู้จัก :
แรง (F) = 12 นิวตัน
การกระจัด (d) = 4 เมตร
ต้องการ:งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
W = F d = (12 นิวตัน)(4 เมตร) = 48 นิวตันเมตร = 48 จูล
7. วัตถุชิ้นหนึ่งถูกผลักด้วยแรง 200 นิวตัน การเคลื่อนที่ของวัตถุชิ้นนั้นเท่ากับ 2 เมตร งานที่กระทำต่อวัตถุชิ้นนั้นมีค่าเท่าใด
เป็นที่รู้จัก :
แรง (F) = 200 นิวตัน
การกระจัด (d) = 2 เมตร
ต้องการ:งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
งาน :
W = F s
W = (200 นิวตัน)(2 เมตร)
W = 400 นิวตันเมตร
W = 400 จูล
8. คนขับรถเก๋งต้องการจอดรถให้ห่างจากรถบรรทุก 0.5 เมตร โดยรถบรรทุกอยู่ห่างจากรถเก๋ง 10 เมตร รถเก๋งต้องออกแรงเท่าใดจึงจะจอดรถได้ตรงระยะนี้?
เป็นที่รู้จัก :
การกระจัด (d) = 10 เมตร – 0.5 เมตร = 9.5 เมตร
แรง (F) = 50 นิวตัน
ต้องการ :งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
W = F s
W = (50 นิวตัน)(9.5 เมตร)
W = 475 นิวตันเมตร
W = 475 จูล
9.
งานที่ทอมและเจอร์รี่ทำเพื่อให้รถเคลื่อนที่ได้ไกลถึง 4 เมตร แรงที่ทอมและเจอร์รี่ออกแรงคือ 50 นิวตัน และ 70 นิวตัน ตามลำดับ
เป็นที่รู้จัก :
การกระจัด (วินาที) = 4 เมตร
แรงลัพธ์ (F) = 50 นิวตัน + 70 นิวตัน = 120 นิวตัน
ต้องการ:งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
W = F s = (120 นิวตัน)(4 เมตร) = 480 นิวตันเมตร = 480 จูล
10. คนขับดึงรถจนรถเคลื่อนที่ไปได้ไกล 1000 เซนติเมตร งานที่กระทำต่อรถคันนั้นมีค่าเท่าใด
เป็นที่รู้จัก :
แรง (F) = 250 นิวตัน
การกระจัด (วินาที) = 1000 ซม. = 1000/100 เมตร = 10 เมตร
ต้องการ :งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
W = F s = (250 นิวตัน)(10 เมตร) = 2500 นิวตันเมตร = 2500 จูล
11. จากรูปด้านล่าง ถ้าแรงลัพธ์ทำงาน375 จูลจงหาการกระจัดของวัตถุ
เป็นที่รู้จัก :
งาน(W) = 375 จูล
แรงลัพธ์( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 นิวตัน ( ไปทางขวา)
ต้องการ:การกระจัด( d )
วิธีการแก้ปัญหา:
สมการของงาน:
W = F s
การเคลื่อนที่ของวัตถุ :
d = W / F = 375 จูล / 25 นิวตัน
d = 15 เมตร/วินาที
12. กิจกรรมต่อไปนี้ที่ไม่ก่อให้เกิดงานคือ…
ก. ผลักวัตถุให้ไกลที่สุดเท่าที่จะทำได้ (10 เมตร)
ข. ผลักรถจนกว่ามันจะเคลื่อนที่
ค. ผลักกำแพง
ง. ดึงกล่อง
วิธีการแก้ปัญหา:
สมการของงาน:
W = ΣF s
W = งาน, F = แรง, d = การกระจัด
จากสูตรข้างต้น งานเกิดขึ้นจากแรง และมีการเคลื่อนที่เกิดขึ้น
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
1.3 แอ นดรูว์ผลักวัตถุด้วยแรง 20 นิวตัน ทำให้วัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมด้วยรัศมี 7 เมตร จงหาปริมาณงานที่แอนดรูว์ทำสำหรับการเคลื่อนที่เป็นวงกลมสอง ครั้ง
ก. 0 จูล
ข. 1400 จูล
C. 1540 จูล
ง. 1760 จูล
วิธีการแก้ปัญหา:
ถ้าบุคคลนั้นผลักรถเข็นเป็นวงกลมสองรอบ บุคคลนั้นและรถเข็นจะกลับมายังตำแหน่งเดิม ดังนั้นการกระจัดของบุคคลนั้นจึงเป็นศูนย์
การกระจัด = 0 ดังนั้น งาน = 0
คำตอบที่ถูกต้องคือ ก.
14. มีคนผลักวัตถุบนพื้นด้วยแรง 350 นิวตัน พื้นมีแรงเสียดทาน 70 นิวตัน จงหาปริมาณงานที่ทำโดยแรงเพื่อเคลื่อนวัตถุไปได้ไกล 6 เมตร
เอ. 45 จูล
บี. 72 จูล
ซี. 1680 จูล
ง. 2580 จ.
เป็นที่รู้จัก :
แรงผลัก (F) = 350 นิวตัน
แรงเสียดทาน ( Ffric ) = 70 นิวตัน
การกระจัดของวัตถุ = 6 เมตร
ต้องการ:งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
มีแรงสองแรงที่กระทำต่อวัตถุ คือ แรงผลัก (F) และแรงเสียดทาน (Ffric ) แรงผลักมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ เพราะแรงผลักทำงานในเชิงบวก ในทางกลับกัน แรงเสียดทานมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ดังนั้นแรงเสียดทานจึงทำงานในเชิงลบ
งานที่ทำโดยแรงผลัก:
W = F d = (350 นิวตัน)(6 เมตร) = 2100 นิวตัน-เมตร = 2100 จูล
งานที่ทำโดยแรงเสียดทาน:
W = – (F fric )(s) = – (70 นิวตัน)(6 เมตร) = – 420 นิวตัน-เมตร = – 420 จูล
เครือข่าย:
พลังงานสุทธิ W = 2100 จูล – 420 จูล
พลังงานสุทธิ = 1680 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
15. วัตถุถูกผลักด้วยแรงในแนวนอน 14 นิวตัน บนพื้นผิวขรุขระที่มีแรงเสียดทาน 10 นิวตัน จงหาปริมาณงานสุทธิที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายวัตถุไปได้ไกลถึง 8 เมตร
ก. 0.5 จูล
ข. 3 จูล
C. 32 จูล
ง. 192 จูล
เป็นที่รู้จัก :
แรงผลัก (F) = 14 นิวตัน
แรงเสียดทาน ( Ffric ) = 10 นิวตัน
การกระจัดของวัตถุ (d) = 8 เมตร
ต้องการ:งาน (W)
วิธีการแก้ปัญหา:
มีแรงสองแรงที่กระทำต่อวัตถุ ได้แก่ แรงผลัก (F) และแรงเสียดทาน ( Ffric )
แรงผลักมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ดังนั้นแรงผลักจึงทำงานในเชิงบวก ในทางกลับกัน แรงเสียดทานมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ดังนั้นแรงเสียดทานจึงทำงานในเชิงลบ
งานที่ทำโดยแรงผลัก:
W = F s = (14 นิวตัน)(8 เมตร) = 112 นิวตันเมตร = 112 จูล
งานที่ทำโดยแรงเสียดทาน:
W = – (F fric )(s) = – (10 นิวตัน)(8 เมตร) = – 80 นิวตันเมตร = – 80 จูล
เครือข่าย:
พลังงานสุทธิ W = 112 จูล – 80 จูล
พลังงานสุทธิ = 32 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
16. จงคำนวณงานสุทธิโดยอ้างอิงจากรูปด้านล่าง
ก. 360 จูล
ข. 450 จูล
C. 600 จูล
ง. 750 จูล
วิธีการแก้ปัญหา:
งาน = แรง (F) x ระยะการเคลื่อนที่ (d)
งาน = พื้นที่ของสามเหลี่ยมที่ 1 + พื้นที่ของสี่เหลี่ยมผืนผ้า + พื้นที่ของสามเหลี่ยมที่ 2
Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)
งาน = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)
งาน = (20)(3) + 240 + (20)(3)
งาน = 60 + 240 + 60
งาน = 360 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ ก.
17. ไม้ท่อนหนึ่งยาว 60 ซม. ปักลงในดินในแนวตั้ง ใช้ค้อนหนัก 10 กก. ตีจากความสูง 40 ซม. เหนือปลายไม้ ถ้าแรงต้านเฉลี่ยของพื้นดินคือ 2 x 10³นิวตัน และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 10 m/s² แล้วไม้จะจมลงไปในดินทั้งหมดหลังจาก…ครั้ง
4
16 B.
28 C.
D. 30
เป็นที่รู้จัก :
มวลของค้อน (เมตร) = 10 กิโลกรัม
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m / s²
น้ำหนักของค้อน (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/s 2
ระยะการเคลื่อนที่ของค้อนก่อนกระทบไม้ (d) = 40 ซม. = 0.4 เมตร
ความต้านทานของไม้ (F) = 2 x 10³ N = 2000 N
ความยาวของไม้ (s) = 60 ซม. = 0.6 เมตร
ต้องการ: ไม้จะแทรกตัวลงไปในดินอย่างสมบูรณ์หลังจาก...ถูกกระแทก
วิธีการแก้ปัญหา:
งานที่กระทำต่อค้อนเมื่อค้อนเคลื่อนที่ไปไกลถึง 0.4 เมตร คือ:
W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 จูล
งานที่ทำโดยแรงต้านของพื้นดิน :
W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 จูล
ไม้จะแทรกลงไปในดินจนหมดหลังจาก...ถูกกระแทก
1200 จูล / 40 จูล = 30
คำตอบที่ถูกต้องคือ ข้อ D.
แพ็คเกจ wpdm_id='1192'
- งานที่ทำโดยใช้กำลัง ปัญหาและวิธีแก้ปัญหา
- ปัญหาและวิธีแก้ปัญหาเกี่ยวกับงานและพลังงานจลน์
- หลักการงาน-พลังงานเชิงกล ปัญหา และวิธีแก้ปัญหา
- ปัญหาและวิธีแก้ปัญหาเกี่ยวกับพลังงานศักย์โน้มถ่วง
- ปัญหาและวิธีแก้ปัญหาเกี่ยวกับพลังงานศักยภาพของสปริงยืดหยุ่น
- ปัญหาและแนวทางแก้ไขด้านพลังงาน
- การประยุกต์ใช้หลักการอนุรักษ์พลังงานกลสำหรับการเคลื่อนที่แบบตกอิสระ
- การประยุกต์ใช้หลักการอนุรักษ์พลังงานกลสำหรับการเคลื่อนที่ขึ้นและลงในการเคลื่อนที่แบบตกอิสระ
- การประยุกต์ใช้หลักการอนุรักษ์พลังงานกลสำหรับการเคลื่อนที่บนพื้นผิวโค้ง
- การประยุกต์ใช้หลักการอนุรักษ์พลังงานกลสำหรับการเคลื่อนที่บนระนาบเอียง
- การประยุกต์ใช้หลักการอนุรักษ์พลังงานกลสำหรับการเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์
