โจทย์ฟิสิกส์ (หางาน)

[pont494]

เป็นโจทย์ฟิสิกส์ครับแต่นำมาถามในเว็บคณิต ไม่มีที่อื่นให้ถามอ่ะครับ รบกวนช่วยแสดงวิธีในการทำหน่อยครับ

นักทุ่มน้ำหนัก ทุ่มลูกเหล็กมวล 5 กิโลกรัม ออกไป และเขียนกราฟระหว่างเวลา t และ
ความเร็ว V ของลูกเหล็กขณะเคลื่อนที่ได้ดังรูป จงคำนวณว่าระหว่าง A และ B มีการทำงานกี่จูล
1.1200
2.1400
3.1600
4.1800

[gon]

โจทย์มันแหม่งๆหรือเปล่าครับ ปกติถ้าทุ่มน้ำหนักออกไปบนโลก ค่าความเร่งในแนวดิ่ง จะต้องเท่ากับค่า g คือประมาณ 10 $m/s^2$ แต่จากกราฟ ความเร่งมันเป็น $\frac{30-10}{0.5-0.1} = 50 m/s^2$ ซึ่งเป็น 5 เท่าของค่า g โลกเลยทีเดียว

[pont494]

มันต้องมีแรงที่นักทุ่มน้ำหนักทุ่มลูกเหล็กด้วยหรือเปล่าครับ

[gon]

ข้อความเดิมเขียนโดยคุณ pont494

มันต้องมีแรงที่นักทุ่มน้ำหนักทุ่มลูกเหล็กด้วยหรือเปล่าครับ

คือการทุ่มน้ำหนักมันจะมีแรงที่เรากระทำตอนดันลูกเหล็กตอนปล่อยออกไปเท่านั้นครับ ซึ่งแรงดังกล่าวจากมือเราจะทำให้ลูกเหล็กพุ่งออกไปด้วยความเร็วต้นค่าหนึ่ง

แต่จากนั้นลูกเหล็กจะเคลื่อนที่ไปภายใต้สนามความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก ซึ่งจะทำให้การเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งแบบโพรเจ็กไทล์ (รูปพาราโบลา) นั่นก็คือ ถ้าเขียนกราฟแล้วคำนวณความเร่ง(ในแนวดิ่ง) ควรจะได้ค่า g คือประมาณ 10 ครับ.

ลองเปิดดูหนังสือฟิสิกส์เพิ่มเติม ม.ปลาย เล่ม 1 หน้า 114 ตามลิงก์นี้ จากนั้นกดปุ่มเล่นวิดีโอ ของการทุ่มน้ำหนักครับ.

http://www.scimath.org/ebook/sci/sci-sec4/16/eBook/



คือถ้าจะมีความเร่งเป็น 50 แบบกราฟได้ แสดงว่าไม่ใช่การทุ่มน้ำหนัก ต้องมีแรงกระทำต่อเนื่องต่อวัตถุนั้น

เช่นเครื่องบินไอพ่นที่ขับแบบทิ้งดิ่งลงมา แต่นักบินเหยียบคันเร่งคาไว้ อะไรแบบนั้นครับ.

[pont494]

อ๋อ ขอบคุณครับ แล้วถ้าไม่สนใจตรงที่โจทย์แปลกๆ ช่วยคำนวณให้ดูหน่อยได้ไหมครับ ไม่มีคำตอบก็ไม่เป็นไร

[gon]

มั่วสดเลยนะครับ.

ให้งานเนื่องจากแรงขับเคลื่อนของเครื่องบินเป็น $W$ และสมมติว่าไม่มีแรงต้านเนื่องจากลม โดยกฎทรงพลังงาน จะได้

$E_1 = E_2$

$mgh + \frac{1}{2}mu^2 + W = \frac{1}{2}mv^2$

$h = s = \frac{1}{2}(10+30)(0.5-0.1) = 8$ เมตร (พื้นที่ใต้กราฟ v-t)

$W = \frac{1}{2}m(v^2-u^2) - mgh = \frac{1}{2}(5)(30^2-10^2) - (5)(10)(8) = 1600 J$

[Puriwatt]

เนื่องจากพื้นที่ใต้กราฟ v-t จะแสดงถึงระยะทางที่เคลื่อนที่ได้
ไม่รู้ทิศทาง ดังนั้นเราไม่สามารถเอามากำหนดเป็นระดับพลังงานศักย์
เราหาได้แต่ระดับพลังงานจลน์ที่เปลี่ยนแปลงเท่านั้น --> โจทย์มันแปลกๆ
ไม่น่าจะหางานได้ คงจะมีอะไรบางอย่างหายไปครับ