พลังงานสำรองศักย์ของสปริงยืดหยุ่นจะเปลี่ยนไปอย่างไร พลังงานของการเสียรูปยืดหยุ่น ทฤษฎีบทพลังงานจลน์
ในประเทศลาว ที่ซึ่งแม่น้ำโขง “บิดาแห่งแม่น้ำ” ไหลอย่างราบรื่น ตั้งอยู่บนภูเขาแห่งความมหัศจรรย์ บันได 328 ขั้นนำไปสู่ยอดเขาภูสี การปีนภูเขาแห่งปาฏิหาริย์ภายใต้แสงแดดที่แผดจ้าเป็นการทดสอบที่จริงจัง แต่ในขณะเดียวกันก็มีปาฏิหาริย์เกิดขึ้น: ผู้แสวงบุญกำจัดภาระของความกังวลทางโลกและได้รับความมั่นใจในตนเองอย่างสมบูรณ์ เจดีย์ที่ตั้งตระหง่านอยู่ด้านบนนั้นถูกสร้างขึ้นตามตำนานตามคำสั่งส่วนตัวของพระพุทธเจ้า ณ จุดเริ่มต้นการผ่านสู่ใจกลางโลก เมื่อขึ้นใต้แสงตะวันที่แผดเผา ความกังวลทางโลกของฆราวาสก็ลดลง เขากำลังเพิ่มขึ้นอะไร?
ศตวรรษที่ 10 พลังงานศักย์ของร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติแบบยืดหยุ่น
สปริงที่ไม่เปลี่ยนรูปซึ่งมีความแข็ง 30 นิวตัน/เมตร ถูกยืดออก 4 ซม. พลังงานศักย์ของสปริงที่ยืดเป็นเท่าใด |
||
พลังงานศักย์ของร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อการเสียรูปเพิ่มขึ้น 3 เท่า? |
||
1) จะเพิ่มขึ้น 9 เท่า |
2) จะเพิ่มขึ้น 3 เท่า |
|
3) จะลดลง 3 เท่า |
4) จะลดลง 9 เท่า |
เมื่อสปริงยืดออก 0.1 ม. จะเกิดแรงยืดหยุ่นเท่ากับ 2.5 นิวตัน พิจารณาหาพลังงานศักย์ของสปริงนี้เมื่อยืดออก 0.08 ม. |
||||||||||||||||
1) 25 เจ 2) 0.16 เจ |
3) 0.08 เจ 4) 0.04 เจ |
|||||||||||||||
นักเรียนศึกษาการพึ่งพาโมดูลัสของแรงยืดหยุ่น หาพลังงานศักย์ของสปริงเมื่อยืดออก 0.08 ม |
||||||||||||||||
1) 0.04 เจ 2) 0.16 เจ |
3) 25 เจ 4) 0.08 เจ |
|||||||||||||||
โหลดที่มีน้ำหนัก 0.4 กก. ถูกแขวนในแนวตั้งจากไดนาโมมิเตอร์ สปริงไดนาโมมิเตอร์ยืดออก 0.1 ม. และโหลดอยู่ที่ความสูง 1 ม. จากโต๊ะ พลังงานศักย์ของสปริงคืออะไร? |
||||||||||||||||
1) 0.1 เจ 2) 0.2 เจ |
3) 4 เจ 4) 4.2 เจ |
11. ทฤษฎีบทเกี่ยวกับ พลังงานจลน์
การทำงานของผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อจุดวัตถุเมื่อโมดูลความเร็วเปลี่ยนจาก ถึง เท่ากับ |
||
1)
|
2)
|
|
3)
|
4)
|
|
ความเร็วของรถยนต์ที่มีน้ำหนัก 1 ตันเพิ่มขึ้นจาก 10 m/s เป็น 20 m/s งานที่ทำโดยแรงลัพธ์มีค่าเท่ากับ |
||
เพื่อสื่อสารความเร็วที่กำหนดกับวัตถุที่อยู่นิ่ง จำเป็นต้องทำงาน - ต้องทำงานอะไรเพื่อเพิ่มความเร็วของร่างกายนี้จากค่าเป็นค่า 2? |
||
มวลลูกบอล |
||
1)
|
3)
|
หลังจากการชนแบบยืดหยุ่นกับกำแพง มันก็เริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม แต่มีความเร็วเท่ากัน งานที่ทำโดยแรงยืดหยุ่นที่กระทำกับลูกบอลจากผนังคืออะไร? |
ภาระที่มีน้ำหนัก 1 กก. ภายใต้อิทธิพลของแรง 50 นิวตัน พุ่งขึ้นในแนวตั้ง ขึ้นไปสูง 3 เมตร การเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของภาระจะเท่ากับ
12. งานของแรงโน้มถ่วงและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ |
||
2)
|
||
กำหนดงานที่ทำโดยแรงโน้มถ่วง |
||
เจ |
||
นักเรียนยกไม้บรรทัดยาว 0.5 ม. ที่วางอยู่บนโต๊ะขึ้นโดยปลายด้านหนึ่งเพื่อให้อยู่ในแนวตั้ง |
||
นักเรียนจะต้องทำงานขั้นต่ำเท่าใดหากมวลของไม้บรรทัดคือ 40 กรัม |
||
นักเรียนยกไม้บรรทัดยาว 1 เมตร ที่วางอยู่บนโต๊ะขึ้นโดยให้ปลายด้านหนึ่งเอียงกับโต๊ะเป็นมุม 30 องศา |
นักเรียนจะต้องทำงานขั้นต่ำเท่าใดหากมวลของไม้บรรทัดคือ 40 กรัม |
|
นักเรียนยกไม้บรรทัดยาว 0.5 ม. ที่วางอยู่บนโต๊ะขึ้นโดยปลายด้านหนึ่งเพื่อให้เอียงกับโต๊ะเป็นมุม 30 องศา |
||
นักเรียนจะต้องทำงานขั้นต่ำเท่าใดหากมวลของไม้บรรทัดคือ 40 กรัม |
ชายคนหนึ่งคว้าปลายท่อนซุงที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีมวล 80 กิโลกรัมและยาว 2 เมตรนอนอยู่บนพื้นแล้วยกปลายด้านนี้ขึ้นเพื่อให้ท่อนซุงอยู่ในแนวตั้ง |
บุคคลนั้นทำงานประเภทใด?
1) 160 เจ 2) 800 เจ
3) 16000 เจ 4) 8000 เจ |
||
ชายคนหนึ่งคว้าปลายท่อนซุงที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีมวล 80 กิโลกรัมและยาว 2 เมตรนอนอยู่บนพื้นแล้วยกปลายด้านนี้ขึ้นเพื่อให้ท่อนไม้เอียงกับพื้นเป็นมุม 45 องศา |
||
บุคคลนั้นทำงานประเภทใด? |
|
|
1) 5,5 % 2) 45 % |
3) 55 % 4) 91 % |
|
1) 50 เจ 2) 120 เจ 3) 250 เจ 4) 566 เจ 13. กลไกง่ายๆ |
||
มุมเอียงของเครื่องบินถึงขอบฟ้าคือ 30 องศา กล่องที่มีน้ำหนัก 90 กก. ถูกลากขึ้นไปบนระนาบนี้ โดยใช้แรงที่พุ่งขนานกับระนาบและเท่ากับ 600 นิวตัน ประสิทธิภาพของระนาบเอียงคือ |
|
|
ประสิทธิภาพของระนาบเอียงคือ 80% มุมเอียงของเครื่องบินถึงขอบฟ้าคือ 30 องศา |
|
|
ในการลากกล่องที่มีน้ำหนัก 120 กิโลกรัมขึ้นไปตามระนาบนี้ ต้องใช้แรงกระทำกับกล่องโดยขนานไปกับระนาบและเท่ากับ |
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของภาระบนเครื่องบินเท่ากับ |
|
ปืนใหญ่ซึ่งติดตั้งที่ความสูง 5 ม. ยิงกระสุนปืนที่มีน้ำหนัก 10 กก. ในแนวนอน เนื่องจากการหดตัว ลำกล้องซึ่งมีมวล 1,000 กก. จึงบีบอัดสปริง 1 ม. ซึ่งบรรจุปืนใหม่ ขณะเดียวกันก็มีการแบ่งญาติกัน |
|
พลังงานการหดตัวจะเข้าสู่การบีบอัดสปริงนี้ |
|
ปืนใหญ่ซึ่งติดตั้งที่ความสูง 5 ม. ยิงกระสุนปืนที่มีน้ำหนัก 10 กก. ในแนวนอน เนื่องจากการหดตัว ลำกล้องซึ่งมีมวล 1,000 กก. จึงอัดสปริงความแข็ง 6,000 N/m ซึ่งทำหน้าที่รีโหลดปืน ในกรณีนี้ สัดส่วนสัมพัทธ์ของพลังงานการหดตัวจะไปกับการอัดสปริงนี้ จำนวนการเสียรูปสูงสุดของสปริงคือเท่าใดหากระยะการบินของกระสุนปืนอยู่ที่ 600 ม. |
ปืนใหญ่ซึ่งติดตั้งไว้ที่ความสูงระดับหนึ่งจะยิงกระสุนปืนที่มีน้ำหนัก 10 กิโลกรัมในแนวนอน เนื่องจากการหดตัว ลำกล้องซึ่งมีมวล 1,000 กิโลกรัม จึงบีบอัดสปริงด้วยความแข็ง 6,000 N/m คูณ 1 เมตร เพื่อทำการรีโหลดปืน ในเวลาเดียวกัน
พลังงานการหดตัวจะเข้าสู่การบีบอัดสปริงนี้ กระสุนปืนจะบินได้นานแค่ไหน หากระยะการบินของกระสุนปืนอยู่ที่ 600 เมตร? ปืนใหญ่ซึ่งติดตั้งที่ความสูง 5 ม. ยิงกระสุนปืนที่มีน้ำหนัก 10 กก. ในแนวนอน เนื่องจากการหดตัว ลำกล้องซึ่งมีมวล 1,000 กิโลกรัม จึงบีบอัดสปริงด้วยความแข็ง 6,000 N/m คูณ 1 เมตร เพื่อทำการรีโหลดปืน ถ้าระยะการบินของกระสุนปืนอยู่ที่ 600 ม. พลังงานการหดตัวจะถูกนำมาใช้เป็นจำนวนเท่าใดในการอัดสปริง 15. กฎการอนุรักษ์พลังงานกล รถยนต์เคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอไปตามสะพานที่ทอดข้ามแม่น้ำ ความเร็ว มวล ระดับอ้างอิงพลังงานศักย์ และความสูงที่สูงกว่าระดับนี้ |
|
กฎการอนุรักษ์พลังงานกลมีผลบังคับใช้สำหรับ 1) ระบบของวัตถุใดๆ ในกรอบอ้างอิงใดๆ 2) ระบบใด ๆ ของวัตถุในระหว่างการโต้ตอบโดยแรงใด ๆ ในระบบอ้างอิงเฉื่อย 3) ระบบปิดของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์เฉพาะกับแรงยืดหยุ่นและแรงโน้มถ่วงสากลในกรอบอ้างอิงเฉื่อย 4) ระบบปิดของวัตถุซึ่งมีปฏิสัมพันธ์โดยแรงใดๆ ในระบบอ้างอิงเฉื่อย |
ลูกบอลถูกกลิ้งลงเนินเขาไปตามร่องเรียบที่แตกต่างกัน 3 ช่อง (นูน ตรง และเว้า) ที่จุดเริ่มต้นของเส้นทางความเร็วของลูกบอลจะเท่ากัน ในกรณีใดความเร็วของลูกบอลที่ปลายเส้นทางมากที่สุด? |
|
|
ละเว้นแรงเสียดทาน 1) ในครั้งแรก 2) ในวินาที 3) ในส่วนที่สาม |
||
4) ในทุกกรณีความเร็วจะเท่ากัน |
||
ก้อนหินถูกโยนขึ้นไปในแนวตั้ง ในขณะที่ขว้าง หินนั้นมีพลังงานจลน์ 30 J พลังงานศักย์ใดที่สัมพันธ์กับพื้นผิวโลกที่จุดสูงสุดของเส้นทางบิน ละเลยความต้านทานอากาศ |
1) 0 เจ 2) 15 เจ |
|
3) 30 เจ 4) 60 เจ |
||
หินถูกโยนขึ้นไปในแนวตั้ง ในขณะที่ขว้าง หินนั้นมีพลังงานจลน์ 20 J หินจะมีพลังงานจลน์เท่าใดที่จุดสูงสุดของเส้นทางการบิน ละเลยความต้านทานอากาศ |
1) 0 เจ 2) 10 เจ |
|
3) 20 เจ 4) 40 เจ |
||
มวลมวล 100 กรัม ตกลงอย่างอิสระจากความสูง 10 เมตร โดยมีความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์ กำหนดพลังงานจลน์ของโหลดที่ความสูง 6 เมตร |
||
มวลมวล 100 กรัม ตกลงอย่างอิสระจากความสูง 10 เมตร โดยมีความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์ |
จงหาพลังงานศักย์ของโหลด ณ เวลาที่ความเร็วเป็น 8 m/s สมมติว่าพลังงานศักย์ของโหลดเป็นศูนย์บนพื้นผิวโลก |
||||
วัตถุที่มีมวล 0.1 กิโลกรัมถูกเหวี่ยงในแนวนอนด้วยความเร็ว 4 เมตร/วินาที จากความสูง 2 เมตร สัมพันธ์กับพื้นผิวโลก พลังงานจลน์ของร่างกายในขณะที่ลงจอดคืออะไร? |
ละเว้นแรงต้านของอากาศ |
|||
วัตถุที่มีมวล 1 กิโลกรัม เหวี่ยงขึ้นในแนวตั้งจากพื้นผิวโลก ขึ้นไปถึงความสูงสูงสุด 20 เมตร วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมบูรณ์ที่ระดับความสูง 10 เมตร ละเลยความต้านทานอากาศ |
||||
1) 7 เมตร/วินาที 2) 10 เมตร/วินาที |
3) 14.1 เมตร/วินาที 4) 20 เมตร/วินาที |
|||
กระสุนปืนน้ำหนัก 3 กก. ยิงทำมุม 45 o ถึงขอบฟ้า บินในแนวนอนเป็นระยะทาง 10 กม. พลังงานจลน์ของกระสุนปืนก่อนที่มันจะกระทบโลกจะเป็นอย่างไร? ละเลยความต้านทานอากาศ |
||||
กระสุนปืนน้ำหนัก 200 กรัม ยิงทำมุม 30o ถึงขอบฟ้า สูงขึ้นไปสูง 4 เมตร พลังงานจลน์ของกระสุนปืนทันทีก่อนที่จะตกถึงพื้นโลกจะเป็นเท่าใด ละเลยความต้านทานอากาศ |
||||
4) เป็นไปไม่ได้ที่จะตอบคำถามของปัญหาเนื่องจากไม่ทราบความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืน |
||||
วัตถุที่มีมวล 0.1 กก. จะถูกเหวี่ยงขึ้นทำมุม 30° กับแนวนอนด้วยความเร็ว 4 เมตร/วินาที พลังงานศักย์ของร่างกาย ณ จุดสูงสุดของการเพิ่มขึ้นคืออะไร? สมมติว่าพลังงานศักย์ของร่างกายเป็นศูนย์บนพื้นผิวโลก |
||||
สูตรใดใช้หาพลังงานจลน์ได้ ร่างกายไหนอยู่ที่จุดสูงสุดของวิถี? |
|
|||
1)
|
||||
3)
|
4)
|
รูปนี้แสดงตำแหน่งของลูกบอลที่ตกลงอย่างอิสระหลังจากช่วงเวลาเท่ากับ กับ. มวลของลูกบอลคือ 100 กรัม ใช้กฎอนุรักษ์พลังงานประมาณความสูงที่ลูกบอลตกลงมา |
||
ลูกบอลบนเชือกซึ่งอยู่ในตำแหน่งสมดุล ได้รับความเร็วแนวนอนเล็กน้อย (ดูรูป) ลูกบอลจะขึ้นสูงแค่ไหน? |
||
1)
2)
|
3) 4) |
|
ลูกบอลบนเส้นเชือกในสภาวะสมดุลจะมีความเร็วแนวนอนเล็กน้อยที่ 20 เมตร/วินาที ลูกบอลจะขึ้นสูงแค่ไหน? |
||
1) 40 ม. 2) 20 ม |
3) 10 ม. 4) 5 ม |
ลูกบอลถูกโยนขึ้นในแนวตั้ง รูปนี้แสดงกราฟการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของลูกบอลขณะที่ลอยอยู่เหนือจุดขว้าง พลังงานจลน์ของลูกบอลที่ความสูง 2 เมตรเป็นเท่าใด |
|||||||
ลูกบอลถูกโยนขึ้นในแนวตั้ง รูปนี้แสดงกราฟการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของลูกบอลขณะที่ลอยอยู่เหนือจุดขว้าง พลังงานศักย์ของลูกบอลที่ความสูง 2 เมตรเป็นเท่าใด |
|||||||
ลูกบอลถูกโยนขึ้นในแนวตั้ง รูปนี้แสดงกราฟการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของลูกบอลขณะที่ลอยอยู่เหนือจุดขว้าง พลังงานรวมของลูกบอลที่ความสูง 2 เมตรเป็นเท่าใด |
|||||||
เอ็น |
|||||||
รถบรรทุกสินค้าแล่นไปตามรางแนวนอนด้วยความเร็วต่ำชนกับรถคันอื่นและหยุดลง |
|||
ในกรณีนี้ สปริงบัฟเฟอร์จะถูกบีบอัด การเปลี่ยนแปลงพลังงานใดต่อไปนี้เกิดขึ้นในกระบวนการนี้ 3) พลังงานศักย์ของสปริงจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ 4) พลังงานภายในของสปริงจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของรถยนต์ |
|||
ปืนสปริงที่ติดตั้งจะยิงขึ้นในแนวตั้ง กระสุนจะสูงขึ้นแค่ไหนถ้ามีมวล |
|||
1)
|
3)
|
||
เมื่อยิงปืนพกแบบสปริงขึ้นในแนวตั้ง ลูกบอลน้ำหนัก 100 กรัม จะลอยขึ้นสูง 2 ม. หากสปริงถูกบีบอัด 5 ซม. ก่อนยิง จะมีความแข็งเป็นเท่าใด |
|||
น้ำหนักที่ห้อยลงมาจากสปริงจะยืดออก 2 ซม. นักเรียนยกน้ำหนักขึ้นจนระยะยืดของสปริงเป็นศูนย์ แล้วจึงปล่อยน้ำหนักออกจากมือ |
|||
ระยะยืดสูงสุดของสปริงคือ |
1) 3 ซม. 2) 1 ซม |
||
3) 2 ซม. 4) 4 ซม |
|||
ลูกบอลลอยขึ้นมาจากก้นตู้ปลาแล้วกระโดดขึ้นจากน้ำ ในอากาศมีพลังงานจลน์ซึ่งได้มาจากการลดลง 1) พลังงานภายในของน้ำ 2) พลังงานศักย์ของลูกบอล 3) พลังงานศักย์ของน้ำ |
|||
4) พลังงานจลน์ของน้ำ
16. ยางยืดส่วนกลาง
17. กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์พลังงาน เป็นกฎการอนุรักษ์พลังงานกลและโมเมนตัมของระบบร่างกายซึ่งไม่ทำงาน กองกำลังภายนอก? 1) กฎหมายทั้งสองมีความพึงพอใจเสมอ 2) กฎการอนุรักษ์พลังงานกลเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเสมอ กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมอาจไม่เป็นไปตามนั้น 3) เป็นไปตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเสมอ กฎการอนุรักษ์พลังงานกลอาจไม่เป็นไปตามข้อกำหนด |
||
4) ไม่ปฏิบัติตามกฎหมายทั้งสองฉบับ |
||
อุกกาบาตตกลงสู่พื้นโลกจากนอกโลก พลังงานกลและโมเมนตัมของระบบอุกกาบาตโลกเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการชนกันหรือไม่ |
||
ลูกบอลดินน้ำมันหนัก 0.1 กก. มีความเร็ว 1 เมตร/วินาที |
||
กระสุนที่บินด้วยความเร็วแนวนอน 400 ม./วินาที โดนถุงที่บรรจุด้วยยางโฟม หนัก 4 กก. ห้อยอยู่บนเส้นด้าย ความสูงของกระเป๋าที่จะสูงขึ้นหากกระสุนติดอยู่ในนั้นคือ 5 ซม. มวลของกระสุนคือเท่าใด? |
แสดงคำตอบเป็นกรัม ดินน้ำมันชิ้นหนึ่งที่มีน้ำหนัก 200 กรัมถูกโยนขึ้นไปด้วยความเร็วเริ่มต้น = 9 เมตร/วินาที หลังจากบินอย่างอิสระเป็นเวลา 0.3 วินาที ดินน้ำมันมาบรรจบกับบล็อกน้ำหนัก 200 กรัมที่แขวนอยู่บนด้าย (รูปที่) พลังงานจลน์ของบล็อกที่มีดินน้ำมันติดอยู่คือเท่าใดทันที หลังจากผลกระทบเหรอ? |
||||
พิจารณาผลกระทบที่เกิดขึ้นทันที โดยละเลยแรงต้านของอากาศ ดินน้ำมันชิ้นหนึ่งหนัก 200 กรัม โยนขึ้นไปด้วยความเร็วเริ่มต้น = 8 เมตร/วินาที หลังจากบินอย่างอิสระเป็นเวลา 0.4 วินาที ดินน้ำมันจะบรรจบกับชามน้ำหนัก 200 กรัมซึ่งติดตั้งอยู่บนสปริงไร้น้ำหนัก (รูปที่) พลังงานจลน์ของชามพร้อมกับดินน้ำมันที่ติดอยู่ทันทีหลังจากการโต้ตอบกันคืออะไร? |
|
|||
พิจารณาผลกระทบที่เกิดขึ้นทันที โดยละเลยแรงต้านของอากาศ ปูนฉาบเหนียวชิ้นหนึ่งน้ำหนัก 100 กรัม หล่นลงมาจากที่สูงโดยมีความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์เอ็น = 9 เมตร/วินาที หลังจากบินอย่างอิสระเป็นเวลา 0.3 วินาที ดินน้ำมันมาบรรจบกับบล็อกน้ำหนัก 200 กรัมที่แขวนอยู่บนด้าย (รูปที่) พลังงานจลน์ของบล็อกที่มีดินน้ำมันติดอยู่คือเท่าใด= 80 ซม. (รูป) ต่อชามหนัก 100 กรัม ติดตั้งบนสปริง พลังงานจลน์ของชามพร้อมกับผงสำหรับอุดรูที่ติดอยู่เป็นเท่าใด? หลังจากการโต้ตอบของพวกเขา?. |
|
|
พิจารณาผลกระทบที่เกิดขึ้นทันที โดยละเลยแรงต้านของอากาศ |
1) 0.4 เจ 2) 0.8 เจ |
3) 1.6 เจ 4) 3.2 เจ ดินน้ำมันชิ้นหนึ่งน้ำหนัก 60 กรัม จะถูกเหวี่ยงขึ้นด้วยความเร็วเริ่มต้น 10 เมตร/วินาที |
||
หลังจากบินฟรี 0.1 วินาที ดินน้ำมันมาบรรจบกับบล็อกน้ำหนัก 120 กรัมที่แขวนอยู่บนด้าย (รูปที่) พลังงานจลน์ของบล็อกพร้อมกับดินน้ำมันที่ติดอยู่ทันทีหลังจากการโต้ตอบคืออะไร? พิจารณาผลกระทบที่เกิดขึ้นทันที โดยละเลยแรงต้านของอากาศ |
||
ดินน้ำมันชิ้นหนึ่งหนัก 200 กรัม โยนขึ้นไปด้วยความเร็วเริ่มต้น = 10 เมตร/วินาที หลังจากบินอย่างอิสระ 0.4 วินาที ดินน้ำมันจะพบกับบล็อกที่มีน้ำหนัก 200 กรัมที่แขวนอยู่บนเส้นด้าย ค่าพลังงานศักย์ของบล็อกที่มีดินน้ำมันติดอยู่นั้นสัมพันธ์กับตำแหน่งเริ่มต้นของบล็อกในขณะนั้น หยุดเสร็จหรือยัง? |
|
ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงในแนวตั้งขึ้นไปจากปืนใหญ่คือ 10 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุดกระสุนปืนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วนซึ่งมีมวลอยู่ในอัตราส่วน 2:1 ชิ้นส่วนที่ใหญ่กว่าตกลงสู่พื้นโลกก่อนด้วยความเร็ว 20 เมตร/วินาที ชิ้นส่วนที่มีมวลน้อยกว่าสามารถเพิ่มขึ้นได้ความสูงสูงสุดเท่าใด |
สมมติว่าพื้นผิวโลกแบนและเป็นแนวนอน |
||
ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 160 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุดกระสุนปืนจะระเบิดออกเป็นสองส่วนซึ่งมีมวลอยู่ในอัตราส่วน 1:4 เศษเล็กเศษน้อยกระจัดกระจายในแนวตั้ง โดยเศษเล็กเศษน้อยบินลงมาและตกลงสู่พื้นด้วยความเร็ว 200 เมตร/วินาที กำหนดความเร็วที่ชิ้นส่วนขนาดใหญ่มีในขณะที่มันกระแทกพื้น ละเลยความต้านทานอากาศ ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก 1
ม ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก 2
ตกลงสู่พื้นใกล้จุดยิงโดยมีความเร็วมากกว่าความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืน 2 เท่า ส่วนที่สองมีน้ำหนัก |
||
มีความเร็ว 600 เมตร/วินาที ที่พื้นผิวโลก อัตราส่วนมวลคืออะไร ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก 1
ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 100 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก 2
ตกลงสู่พื้นใกล้จุดยิงโดยมีความเร็วมากกว่าความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืน 3 เท่า ส่วนที่สองมีน้ำหนัก |
||
เศษเหล่านี้เหรอ? ละเลยความต้านทานอากาศ ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก 1 เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนที่ยิงจากปืนในแนวตั้งขึ้นไปก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก 2 เคลื่อนที่ในแนวตั้งลงไปที่พื้นโดยมีความเร็วมากกว่าความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืน 1.25 เท่าและชิ้นส่วนที่สองชั่งน้ำหนัก |
||
เมื่อสัมผัสพื้นผิวโลกมีความเร็วเพิ่มขึ้น 1.8 เท่า |
||
ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 200 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดยกสูงสุด กระสุนปืนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วนที่เหมือนกัน คนแรกล้มลงกับพื้นใกล้กับจุดยิงโดยมีความเร็วมากกว่าความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืน 2 เท่า ชิ้นส่วนที่สองสูงขึ้นสูงสุดเท่าใด |
||
ละเลยความต้านทานอากาศ |
||
ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงในแนวตั้งขึ้นไปจากปืนใหญ่คือ 10 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุดกระสุนปืนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วนซึ่งมีมวลอยู่ในอัตราส่วน 1:2 ชิ้นส่วนที่มีมวลน้อยกว่าบินในแนวนอนด้วยความเร็ว 20 เมตร/วินาที |
||
ชิ้นส่วนที่สองจะตกลงมาจากจุดยิงที่ระยะเท่าใด สมมติว่าพื้นผิวโลกแบนและเป็นแนวนอน ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงในแนวตั้งขึ้นไปจากปืนใหญ่คือ 20 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุดกระสุนปืนจะระเบิดออกเป็นสองส่วนซึ่งมีมวลอยู่ในอัตราส่วน 1:4 ชิ้นส่วนที่มีมวลน้อยกว่าบินในแนวนอนด้วยความเร็ว 10 เมตร/วินาที ชิ้นส่วนที่สองจะตกลงมาจากจุดยิงที่ระยะเท่าใด สมมติว่าพื้นผิวโลกแบนและเป็นแนวนอน บล็อกมวล |
||
= 500 กรัม สไลด์ลงมาจากระนาบเอียงจากความสูง = 0.8 ม. และเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวแนวนอน ชนกับบล็อกมวลที่อยู่นิ่ง |
||
=300 กรัม สมมติว่าการชนไม่ยืดหยุ่นโดยสิ้นเชิง ให้หาพลังงานจลน์รวมของแท่งหลังจากการชน |
ละเลยแรงเสียดทานระหว่างการเคลื่อนไหว
สมมติว่าระนาบเอียงกลายเป็นระนาบแนวนอนอย่างราบรื่น |
||
บล็อกมวล = 500 กรัม เลื่อนลงมาจากระนาบเอียงจากความสูง = 0.8 ม. และเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวแนวนอน แล้วชนกับบล็อกมวลที่อยู่นิ่ง = 300 กรัม โดยสมมติว่าการชนไม่ยืดหยุ่นอย่างยิ่ง ให้หาการเปลี่ยนแปลง พลังงานจลน์ของบล็อกแรกอันเป็นผลจากการชนกัน ละเลยแรงเสียดทานระหว่างการเคลื่อนไหว สมมติว่าระนาบเอียงกลายเป็นระนาบแนวนอนอย่างราบรื่น ลูกบอลสองลูกซึ่งมีมวล 200 กรัม และ 600 กรัม แขวนติดกันบนเส้นด้ายที่เหมือนกันยาว 80 ซม. ลูกแรกเบี่ยงเบนไปเป็นมุม 90° แล้วปล่อย ลูกบอลจะลอยขึ้นสูงเท่าใดหลังจากการกระแทก หากการกระแทกไม่ยืดหยุ่นโดยสิ้นเชิง? ความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนที่ยิงขึ้นไปในแนวตั้งคือ 300 เมตร/วินาที เมื่อถึงจุดสูงสุด กระสุนก็ระเบิดออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วนแรกมีน้ำหนัก = 0.1 กก. เบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งแนวตั้งแล้วปล่อย |
แรงดึงของเกลียว T ในขณะที่ลูกตุ้มผ่านตำแหน่งสมดุลคือ 2 N มุมเป็นเท่าใด ?
19. การเปลี่ยนแปลงพลังงานกลและการทำงานของแรงภายนอก |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
รถยนต์ที่มีน้ำหนัก 1,000 กิโลกรัม เข้าใกล้ความสูง 5 เมตร ด้วยความเร็ว 20 เมตร/วินาที เมื่อสิ้นสุดการเพิ่มขึ้น ความเร็วจะลดลงเหลือ 6 เมตร/วินาที พลังงานกลของรถยนต์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร? |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ความเร็วของลูกบอลที่โยนก่อนชนกำแพงเป็นสองเท่าของความเร็วทันทีหลังจากการกระแทก ถ้าพลังงานจลน์ของลูกบอลก่อนการกระแทกมีค่าเท่ากับ 20 J ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาเท่าใด
พลังงานของการปฏิสัมพันธ์ของนักกระโดดร่มชูชีพกับโลกจะถูกแปลงเป็นพลังงานภายในของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์เนื่องจากแรงต้านทางอากาศ
20. กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเปลี่ยนแปลงพลังงานกล และการทำงานของแรงภายนอก 4) เงื่อนไขนี้ไม่อนุญาตให้เรากำหนดความเร็วเริ่มต้นของกระสุนเนื่องจากกฎการอนุรักษ์พลังงานกลในระหว่างการโต้ตอบของกระสุนและบล็อกไม่เป็นไปตามนั้น |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ก้อนเล็กมวล 2 กก สามารถเลื่อนโดยไม่มีการเสียดสีไปตามช่องทรงกระบอกที่มีรัศมี 0.5 ม. เมื่อเริ่มเคลื่อนที่จากด้านบนก็ชนกับลูกบาศก์ที่คล้ายกันอีกอันที่วางอยู่ด้านล่าง ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการชนแบบไม่ยืดหยุ่นโดยสิ้นเชิงเป็นเท่าใด |
ดี |
|||||
กระสุนบินในแนวนอนด้วยความเร็ว = 400 เมตร/วินาที เจาะกล่องที่ยืนอยู่บนพื้นผิวขรุขระในแนวนอน และเคลื่อนที่ต่อไปในทิศทางเดียวกันด้วยความเร็ว 3/4 |
มวลของกล่องเป็น 40 เท่าของมวลกระสุน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการเลื่อนระหว่างกล่องกับพื้นผิว |
มวลของกล่องเป็น 40 เท่าของมวลกระสุน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการเลื่อนระหว่างกล่องกับพื้นผิว |
ของฉัน
ความเร็ว
หากภาระที่แขวนอยู่บนเส้นลวดทำให้ระบบกันสะเทือนยืดออกและตกลงมา นั่นหมายความว่าแรงโน้มถ่วงทำงานได้ เนื่องจากการทำงานดังกล่าว พลังงานของร่างกายที่ผิดรูปจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งเปลี่ยนจากสภาวะที่ไม่เครียดไปสู่ภาวะเครียด ปรากฎว่าในระหว่างการเปลี่ยนรูปพลังงานภายในของร่างกายจะเพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในของร่างกายประกอบด้วยการเพิ่มขึ้นของพลังงานศักย์ซึ่งสัมพันธ์กับการจัดเรียงโมเลกุลของร่างกายโดยสัมพันธ์กัน หากเรากำลังเผชิญกับการเสียรูปแบบยืดหยุ่น หลังจากที่โหลดถูกกำจัดออกไปแล้ว พลังงานเพิ่มเติมก็จะหายไป และด้วยเหตุนี้ แรงยืดหยุ่นจึงทำงานได้ ในระหว่างการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น อุณหภูมิของของแข็งจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ นี่คือความแตกต่างที่สำคัญจากก๊าซซึ่งจะร้อนขึ้นเมื่อถูกบีบอัด ในระหว่างการเปลี่ยนรูปพลาสติก ของแข็งสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้อย่างมาก การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและพลังงานจลน์ของโมเลกุล สะท้อนถึงการเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในของร่างกายในระหว่างการเปลี่ยนรูปพลาสติก ในกรณีนี้พลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นก็เกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของแรงที่ทำให้เกิดการเสียรูป
ในการยืดหรือบีบอัดสปริง งาน () จะต้องดำเนินการเท่ากับ:
โดยที่ค่าที่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงความยาวของสปริง (การยืดตัวของสปริง) - ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของสปริง งานนี้ใช้เพื่อเปลี่ยนพลังงานศักย์ของสปริง ():
เมื่อเขียนนิพจน์ (2) เราถือว่าพลังงานศักย์ของสปริงที่ไม่มีการเปลี่ยนรูปเป็นศูนย์
พลังงานศักย์ของแท่งที่เปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น
พลังงานศักย์ของแท่งที่มีรูปร่างผิดปกติแบบยืดหยุ่นในระหว่างการเปลี่ยนรูปตามยาวเท่ากับ:
โมดูลัสของ Young อยู่ที่ไหน - การยืดตัวสัมพัทธ์; - ปริมาตรของก้าน สำหรับแท่งที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีการเสียรูปสม่ำเสมอ ความหนาแน่นของพลังงานการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นสามารถพบได้ดังนี้:
หากการเสียรูปของแท่งไม่เท่ากัน เมื่อใช้สูตร (3) เพื่อค้นหาพลังงานที่จุดบนแท่ง ค่าของจุดที่เป็นปัญหาจะถูกแทนที่ด้วยสูตรนี้
ความหนาแน่นพลังงานของการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นระหว่างแรงเฉือนพบได้โดยใช้นิพจน์:
โมดูลัสแรงเฉือนอยู่ที่ไหน - การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
ตัวอย่างที่ 1
ออกกำลังกาย | เมื่อยิงจากหนังสติ๊ก หินที่มีมวลจะเริ่มบินด้วยความเร็ว . ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของสายยางของหนังสติ๊กถ้าสายได้รับการยืดเมื่อยิงเป็นเท่าใด? พิจารณาว่าสามารถละเลยการเปลี่ยนแปลงส่วนตัดขวางของสายไฟได้ |
สารละลาย | ในขณะที่ยิง พลังงานศักย์ของเชือกที่ยืดออก () จะเปลี่ยนให้เป็นพลังงานจลน์ของหิน () ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน เราสามารถเขียนได้ดังนี้: เราค้นหาพลังงานศักย์ของการเสียรูปยืดหยุ่นของสายยางดังนี้: ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของยางอยู่ที่ไหน พลังงานจลน์ของหิน: เพราะฉะนั้น ให้เราแสดงค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งของยางจาก (1.4): |
คำตอบ |
ตัวอย่างที่ 2
ออกกำลังกาย | สปริงที่มีความแข็งจะถูกบีบอัดด้วยแรงที่มีขนาดเท่ากับ งานที่ทำ () ของแรงที่ใช้กับการบีบอัดสปริงเดียวกันเพิ่มเติมคืออะไร? |
สารละลาย | มาวาดรูปกันเถอะ |
ตัวยางยืดที่มีรูปร่างผิดปกติ (เช่น สปริงที่ยืดหรือถูกบีบอัด) สามารถทำงานบนตัวที่สัมผัสกับมันได้ และกลับสู่สภาวะที่ไม่มีรูปร่าง ดังนั้นร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติแบบยืดหยุ่นจึงมีพลังงานศักย์ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนต่างๆ ของร่างกาย เช่น ขดลวดของสปริง งานที่สปริงยืดสามารถทำได้นั้นขึ้นอยู่กับการยืดช่วงเริ่มต้นและช่วงสุดท้ายของสปริง มาดูงานที่สปริงยืดสามารถทำได้เมื่อกลับสู่สภาวะไม่ยืด กล่าวคือ เราจะค้นหาพลังงานศักย์ของสปริงที่ยืดออก
ให้สปริงที่ยืดออกติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง และให้ปลายอีกด้านหนึ่งเคลื่อนที่ทำงาน ต้องคำนึงว่าแรงที่สปริงกระทำนั้นไม่คงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนการยืดตัว หากการยืดเริ่มต้นของสปริง นับจากสถานะไม่ยืด มีค่าเท่ากับ ดังนั้น ค่าเริ่มต้นของแรงยืดหยุ่นคือ โดยที่สัมประสิทธิ์สัดส่วน ซึ่งเรียกว่าความแข็งของสปริง คือ เมื่อสปริงหดตัว แรงนี้จะลดลงเชิงเส้นตรงจากค่าเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าค่าเฉลี่ยของแรงคือ แสดงให้เห็นว่างานมีค่าเท่ากับค่าเฉลี่ยนี้คูณด้วยการกระจัดของจุดที่ใช้แรง:
ดังนั้นพลังงานศักย์ของสปริงที่ยืดออก
ได้นิพจน์เดียวกันนี้สำหรับสปริงอัด
ในสูตร (98.1) พลังงานศักย์จะแสดงในรูปของความแข็งของสปริงและความตึงของสปริง เมื่อแทนที่ด้วย โดยที่แรงยืดหยุ่นซึ่งสอดคล้องกับความตึง (หรือแรงอัด) ของสปริง เราจะได้นิพจน์
ซึ่งกำหนดพลังงานศักย์ของสปริงที่ถูกยืด (หรือบีบอัด) ด้วยแรง จากสูตรนี้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าโดยการยืดสปริงต่างๆ ด้วยแรงเท่ากัน เราจะให้พลังงานศักย์สำรองที่แตกต่างกัน: ยิ่งสปริงแข็งมากขึ้น เช่น ยิ่งความยืดหยุ่นมากเท่าไร พลังงานศักย์ก็จะน้อยลงเท่านั้น และในทางกลับกัน: ยิ่งสปริงนิ่มก็จะยิ่งกักเก็บพลังงานสำหรับแรงดึงที่กำหนดได้มากขึ้น สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้อย่างชัดเจนถ้าเราคำนึงว่าด้วยแรงกระทำที่เหมือนกัน การยืดตัวของสปริงอ่อนจะมากกว่าการยืดของสปริงแข็ง ดังนั้นผลคูณของแรงและการกระจัดของจุดที่ใช้แรง กล่าวคืองานยิ่งใหญ่กว่า
รูปแบบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เช่น เมื่อออกแบบสปริงและโช้คอัพต่างๆ เมื่อลงจอดเครื่องบินบนพื้น โช้คอัพลงจอดแบบอัดแน่น ต้องทำงานหนักมาก ทำให้ความเร็วในแนวดิ่งของเครื่องบินลดลง ในโช้คอัพที่มีความแข็งแกร่งต่ำ แรงอัดจะมากขึ้น แต่แรงยืดหยุ่นที่เกิดขึ้นจะน้อยลง และเครื่องบินจะได้รับการปกป้องจากความเสียหายได้ดีขึ้น ด้วยเหตุผลเดียวกัน เมื่อเติมลมยางจักรยานอย่างแน่นหนา จะรู้สึกถึงแรงกระแทกจากถนนได้รุนแรงกว่าการเติมลมเบาๆ