คลังความรู้สู่ความเป็นเลิศทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี -

หน้าแรก

งานและพลังงาน

19 มิ.ย. 2556 เวลา 07:19:50 ครั้งที่ 11

1) เด็กเล็กๆ คนหนึ่งออกแรงลากเสาด้วยแรงคงที่ในระดับเท่ากับ 20 นิวตัน ตั้งแต่เริ่มลากจนกระทั่ง หยุดโดยที่ทุกก้าวถัดไป เขาก้าวได้ยาวเพียงสามในสี่ของก้าวอันก่อน อยากทราบว่าตั้งแต่เริ่มลากจนกระทั่งหยุด เด็กทำงานไปกี่จูล ถ้าหากว่าก้าวแรกยาว 0.25 เมตร

	10 จูล
	20 จูล
	30 จูล
	40 จูล

2) วัตถุมวล 4 กิโลกรัม แขวนอยู่ในแนวดิ่งด้วยเชือกเส้นหนึ่งเหนือระดับพื้น 20 เมตร ถ้าหย่อนเชือกให้มวลต่ำลงมาเป็นระยะทาง 10 เมตร ด้วยอัตราเร่ง $displaystyle frac{1}{4} g$ จงหางานที่ทำโดยแรงดึงเชือก (ให้ใช้ค่า )

	500 J
	-500 J
	300 J
	-300 J

3) จากรูป เป็นกราฟระหว่างแรงกับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ งานทั้งหมดที่กระทำในช่วง ระยะทางการเคลื่อนที่จาก 0 ถึง 6 เซนติเมตร จะมีขนาดเท่าใด

	0.075 จูล
	0.135 จูล
	0.159 จูล
	0.270 จูล

4) จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ของวัตถุมวล 5 กิโลกรัม ซึ่งถูกแรงกระทำในแนว 60 องศา เทียบกับทิศ การเคลื่อนที่ของวัตถุ โดยขนาดของแรงกระทำเปลี่ยนแปลงไปตามระยะทางดังรูป จงหาขนาดของงานในหน่วยจูลที่แรงนี้กระทำ

	18 จูล
	24 จูล
	27 จูล
	34 จูล

5) จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรง (F) กับการกระจัด (s) ถ้าแรงนี้กระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ไปตามการกระจัดนี้ใช้เวลา 5 วินาที จงหาว่างานและกำลังที่มีค่าเท่าไร

	งาน 45 จูล กำลัง 9 วัตต์
	งาน 54 จูล กำลัง 9 วัตต์
	งาน 54 จูล กำลัง 10.8 วัตต์
	งาน 60 จูล กำลัง 12 วัตต์

6) วัตถุแรงในแนว X กระทำให้เคลื่อนที่จากตำแหน่ง x = 10 เมตร ภายในเวลา 4 วินาที ถ้าแรงที่ตำแหน่งต่างๆ ของวัตถุแสดงดังกราฟ จงหากำลังงานเฉลี่ยของแรงในช่วงการเคลื่อนที่นี้

	20 วัตต์
	30 วัตต์
	40 วัตต์
	50 วัตต์

7) ยกวัตถุมวล m จากหยุดนิ่งด้วยแรงคงที่ ขึ้นในแนวดิ่งเป็นระยะทาง h ใช้เวลา T , กำลังเฉลี่ยในการทำงานยกวัตถุนั้นในช่วงเวลาดังกล่าวเป็นเท่าใด

	$displaystyle frac{mgh}{T}$
	$displaystyle frac{mgh}{2T}$
	$displaystyle m(g + frac{2h}{T^2})(frac{2h}{T})$
	$displaystyle m(g + frac{2h}{T^2})(frac{h}{T})$

8) ชายคนหนึ่งดันวัตถุให้เคลื่อนที่ไปตามแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ v ในตอนแรกนี้มีแรงด้านการเคลื่อนที่สวนทางกับทิศทางการเคลื่อนที่ด้วยขนาด โดยค่าคงที่ เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ไปได้ระยะทางหนึ่ง ปรากฏว่ามีแรงอื่นกระทำเพิ่มในแนวตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่เดิมกระทำต่อวัตถุด้วยขนาด ถ้าชายคนนี้ต้องการให้วัตถุเคลื่อนที่ต่อไปตามแนวเส้นตรงเดิมด้วยอัตราเร็วคงที่ v เท่าเดิม เขาต้องใช้กำลังในตอนหลังนี้เป็นกี่เท่าของตอนแรก

	1.00 เท่า
	1.25 เท่า
	1.33 เท่า
	1.67 เท่า

9) ลูกบอลมวล 0.5 กิโลกรัม ถูกปล่อยจากขอบหน้าต่างสูง 30 เมตร ทำให้ลูกบอลตกลงในแนวดิ่งโดยมีความเร็วต้นเป็นศูนย์ เมื่อเวลาผ่านไป 2 วินาที ลูกบอลนี้จะมีพลังงานจลน์เท่าใด

	100 J
	150 J
	300 J
	350 J

10) รถยนต์มีมวล 1,000 กิโลกรัม กำลังเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 36 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อจะให้รถหยุดใน 5 วินาที จะต้องมีการทำงานเท่าใด

11) รถยนต์คันหนึ่งวิ่งด้วยความเร็ว U สามารถเบรกให้หยุดได้ในระยะทาง S ถ้ารถมีผู้โดยสารทำให้มวลเพิ่มขึ้น 40% จากมวลเดิม และเบรกด้วยแรงเท่าเดิม ระยะทางที่รถยนต์คันนี้จะเบรกให้หยุดได้จะกลายเป็นเท่าใด


	1.4 s

	2.5 s

12) กล่องใบหนึ่งมีมวล 2 กิโลกรัม ไถลไปบนพื้นราบด้วยความเร็วต้น 2 เมตร/วินาที เมื่อไถลไปได้ 1 เมตร ก็หยุดนิ่ง สัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างกล่องและพื้นเป็นเท่าใด

	0.4
	0.3
	0.2
	0.1

13) กล่องมวล 40 กิโลกรัมถูกดึงด้วยแรงคงที่ 130 นิวตัน ในแนวระดับให้เคลื่อนที่จากหยุดนิ่งไปตามพื้นระดับที่มีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน 0.3 เป็นระยะทาง 5 เมตร จงหาพลังงานจลน์ของกล่องที่เปลี่ยนไป

	50 J
	100 J
	150 J
	300 J

14) ลูกปืนมวล 0.01 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 300 เมตร/วินาที ทะลุแผ่นไม้หนา 2 เซนติเมตร และออกจากแผ่นไม้ด้วยความเร็ว 200 เมตร/วินาที่ จงหาแรงที่ลูกปืนกระทำกับแผ่นไม้

15) รถยนต์คันหนึ่งมีมวล 1,000 กิโลกรัม สามารถเร่งอัตราเร็วจาก 10 เมตรต่อวินาทีเป็น 20 เมตรต่อวินาที โดยอัตราเร่งคงที่ในเวลา 5 วินาที กำลังเฉลี่ยเครื่องยนต์ที่ใช้อย่างน้อยเป็นเท่าใด

	10.0 kW
	20.0 kW
	30.0 kW
	40.0 kW

16) รถยนต์คันหนึ่งใช้น้ำมันเบนซินพิเศษไร้สารตะกั่วในอัตรา 7.2 ลิตร/ชั่วโมง ที่อัตราเร็วคงที่ 90 กิโลเมตร/ชั่วโมง น้ำมันเบนซิน 1 ลิตร ให้พลังงานความร้อน จูล และ 25% ของพลังงานความร้อนสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานกล จงหากำลังโดยประมาณของเครื่องยนต์ขณะนั้น

	17 kW
	34 kW
	54 kW
	60 kW

17) ในการทดลองเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างงานและพลังงานจลน์ ได้ผลความสัมพันธ์ระหว่างงาน (Fs) กับความเร็วสุดท้ายของรถทดลองยกกำลังสอง ดังรูป ถ้า ณ เวลาหนึ่งความเร็วของรถทดลองเป็น 0.8 เมตรต่อวินาที รถทดลองจะมีพลังงานจลน์ ณ ขณะนั้นเป็นเท่าไร

	$displaystyle 1.30 times 10^{-1} J$
	$displaystyle 1.55 times 10^{-1} J$
	$displaystyle 1.75 times 10^{-1} J$
	$displaystyle 1.95 times 10^{-1} J$

18) นักทุ่มน้ำหนัก ทุ่มลูกเหล็กมวล 4 กิโลกรัมออกไป และเขียนกราฟระหว่างเวลา t และความเร็ว v ของลุกเหล็กขณะเคลื่อนที่ได้ดังรูป
จงคำนวณหาว่าระหว่าง A และ B มีการทำงานเท่าไรในหน่วยจูล

	1,200 จูล
	1,400 จูล
	1,600 จูล
	1,800 จูล

19) จากการทดลองการเคลื่อนที่ของมวลรถทดลอง เมื่อเขียนกราฟระหว่างงาน (W) กับความเร็วสุดท้ายกำลังสอง จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้ว่าข้อใดผิด

	งานที่ทำเพิ่มขึ้นทำให้พลังงานจลน์เพิ่มขึ้น
	แรงเสียดทานทำให้เส้นกราฟไม่ผ่านจุดกำเนิด
	ค่าความชันของกราฟมีหน่วยเดียวกันหน่วยของมวล
	ค่าความชันของกราฟมีขนาดเท่ากับขนาดของมวล

20) วัตถุหนึ่งไถลลงมาตามพื้นเอียงที่ไม่มีความฝืด เมื่อถึงปลายล่างของพื้นเอียง วัตถุนี้จะมีอัตราเร็วปลายเท่ากับ v ถ้าต้องการให้ได้อัตราเร็วปลายเพิ่มเป็น 2v จะต้องยกปลายพื้นเอียงให้สูงขึ้นเป็นกี่เท่าของความสูงเดิม


	2

	4

21) ปล่อยลูกบอลที่ระดับความสูง 2 เมตร เมื่อบอลกระทบพื้นสูญเสียพลังงานไป 30% ถ้าลูกบอลกระดอนขึ้นจากพื้น จะขึ้นไปได้สูงสุดเท่าใด

	0.6 m
	1.2 m
	1.4 m
	2.0 m

22) กรรมกรคนหนึ่งแบกของหนัก 50 กิโลกรัม ขึ้นไปบนภูเขา โดยเริ่มต้นที่จุด O แล้วเดินไปตามทาง OABC ถึงจุดหมายที่จุด C งานที่กรรมกรผู้นี้จะทำเท่ากับ

23) ปล่อยวัตถุก้อนหนึ่งมวล m ที่ระดับสูง h ภายอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลกซึ่งมีความเร่งเท่ากับ g โดยไม่มีแรงเสียดทานของอากาศเข้มาเกี่ยวข้อง อยากทราบว่าหลังจากปล่อยวัตถุแล้วเป็นเวลานานเท่าใดวัตถุจึงจะมีพลังงานจลน์เท่ากับพลังงานศักย์

	$displaystyle (h/2g)^{frac{1}{2}}$
	$displaystyle (2h/3g)^{frac{1}{2}}$
	$displaystyle (h/g)^{frac{1}{2}}$
	$displaystyle (2h/g)^{frac{1}{2}}$

24) ยิงวัตถุให้ไถลขึ้นบนพื้นเอียง ซึ่งไม่มี่ความฝืด เมื่อตำแหน่ง C วัตถุหยุดนิ่งพอดี อยากทราบว่าขณะที่ผ่านืตำแหน่ง B พลังงานศักย์เป็นกี่เท่าของพลังงานจลน์ (ระยะทาง AD = DB = BC)

	$displaystyle frac{1}{2}$ เท่า
	$displaystyle frac{3}{2}$ เท่า
	2 เท่า
	4 เท่า

25) จากการทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของแรงกับระยะทางที่สปริงยืดออกให้กราฟความสัมพันธ์ ดังรูป ในการทดลองนี้ ถ้ายืดสปริงออกจากสมดุล 12 เซนติเมตร พลังงานศักย์ยืดหยุ่นในสปริงขณะนั้นจะมีค่าเท่ากับเท่าไร

	2 จูล
	3 จูล
	4 จูล
	6 จูล

26) ในการยิงหนังสติ๊ก ถ้าแรงที่ดึงให้ยางยืดกับระยะที่ยืดเขียนเป็นกราฟได้ดังรูป ถ้าไม่มีการสูญเสียพลังงาน เมื่อปล่อยลูกหินจากตำแหน่งที่ดึงออกมา 10 เซนติเมตร ลูกหินจะหลุดออกไปด้วยพลังงานจลน์เท่าไร

	0.35 จูล
	0.45 จูล
	0.55 จูล
	0.65 จูล

27) ตาชั่งสปริงอ่านค่าได้ระหว่าง 0 - 50 นิวตัน ยืดได้ 0.20 เมตร ขณะอ่านได้ 50 นิวตัน ถ้านำมามวลขนาด 3 กิโลกรัม แขวนไว้ที่ปลายตาชั่ง ขณะนั้นสปริงมีพลังงานศักย์ยืดหยุ่นเท่าใด

	1.8 J
	3.2 J
	4.6 J
	6.4 J

28) เมื่อใช้แรงค่าต่างๆ อัดสปริงตัวหนึ่ง ทำให้สปริงอัดตัวเป็นระยะต่างๆ เมื่อนำมาเขียนกราฟได้ดังรูป เมื่อนำมวล 2.0 กิโลกรัม ไปติดที่ปลายสปริงนี้ ขณะที่สปริงถูกอัดเป็นระยะทาง 0.4 เมตร แล้วปล่อยให้สปริงดีดตัวออก ขณะที่มวลปลายสปริงเคลื่อนที่ผ่านตำแหน่ง สปริงมีระยะอัดตัวเป็น 0.2 เมตร มวลนั้นจะมีอัตราเร็วเท่าใด


	2.0 m/s

	3.0 m/s

29) สปริงที่เหมือนกัน 2 เส้น มีค่าคงตัวสปริงเป็น k นำมายึดติดกับมวล m ซึ่งวางอยู่กึ่งกลางระหว่างผนัง 2 ด้าน และปลายที่เหลือของสปริง ยึดติดกับผนัง ปรากฏว่าสปริงแต่ละเส้น ยืดออกจากความยาวปกติเป็นระยะ Delta L ถ้าเลื่อนให้มวล m เข้าหาผนังด้านหนึ่งโดยห่างจากตำแหน่งสมดุลเป็นระยะ Delta L เท่ากับที่สปริงตัวหนึ่งยืดออก แล้วปล่อยให้มวล m เคลื่อนที่ อัตราเร็วของมวล m ขณะเคลื่อนผ่านตำแหน่งสมดุลจะมีค่าเท่าไร (ถ้าไม่คิดความเสียดทานของพื้น)

	$displaystyle v = Delta L sqrt{frac{2k}{m}}$
	$displaystyle v = 2Delta L sqrt{frac{k}{m}}$
	$displaystyle v = frac{Delta L}{2} sqrt{frac{k}{m}}$
	$displaystyle v = Delta L sqrt{frac{k}{2m}}$

30) วัตถุจากโต๊ะ 80 เซนติเมตร ลงไปบนสปริงที่ตั้งอยู่ในแนวดิ่ง ค่านิจของสปริง 2,100 N/m ความยาวของสปริงปกติ 24 เซนติเมตร แต่ถูกวัตถุกดลงเหลือความยาวต่ำสุด 10 เซนติเมตร ก่อนที่วัตถุจะหยุดมวลของวัตถุนี้มีค่าเท่าไร

	2.12 kg
	2.31 kg
	2.94 kg
	3.27 kg

31) สปริงเบายาว 40 เซนติเมตร มีค่าคงตัวสปริง 100 นิวตันต่อเมตร ห้อยลงมาจากเพดาน ถ้าแขวนมวล 500 กรัม ที่อีกปลายหนึ่งของสปริงแล้วปล่อย จงหาความยาวของสปริงในขณะที่สปริงยืดออกมากที่สุด

	50 cm
	58 cm
	62 cm
	70 cm

32) มวล 2 กิโลกรัม เคลื่อนที่จากหยุ่ดนิ่งลงมาตามพื้นเอียงทำมุม 30 องศากับพื้นราบเป็นระยะ d แล้วชนกับสปริงที่อยู่บนพื้นเอียง ทำให้สปริงยุบลงไปเป็นระยะ 0.2 เมตร แล้วหยุด หากสปริงมีค่าคงตัว 400 นิวตัน/เมตร จงหาระยะ d (ให้ )

	0.4 m
	0.5 m
	0.6
	1.0 m

33) วัตถุก้อนหนึ่งมีมวล 500 กรัม วางชิดกับแป้นที่มีสปริงยึดไว้และอยู่ปลายล่างพื้นเอียงทำมุม 30° กับแนวระดับ ดังรูป ค่าคงตัวสปริงมีค่า 2000 นิวตันต่อเมตร อัดวัตถุนี้ให้ความยาวของสปริงหดเข้าไป 3 เซนติเมตรจากความยาวปกติ แล้วปล่อย เพื่อให้วัตถุนี้เคลื่อนที่ไปตามพื้นเอียง ถ้าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างพื้นเอียงกับวัตถุมีค่า 0.12 วัตถุนี้จะเคลื่อนที่ตามพื้นเอียงได้ไกลเท่าไร เมื่อวัตถุจากจุดเริ่มปล่อย

	15 cm
	20 cm
	25 cm
	30 cm

34) งานของแรง F ซึ่งกระทำกับวัตถุหนึ่งมีความสัมพันธ์กับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ S ดังรูป วัตถุใช้เวลาเคลื่อนที่ทั้งหมด 20 วินาที ในการทำงานของแรง F นี้ กำลังเฉลี่ยของแรง F เป็นเท่าใด

	3.5 W
	9.0 W
	70 W
	90 W

35) คานไม้สม่ำเสมอ 4.0 กิโลกรัม ยาว 2.0 เมตร วางอยู่บนพื้นระดับ จงหากำลังเฉลี่ยที่น้อยที่สุดในการออกแรงในแนวดิ่ง เพื่อยกปลายคานด้านหนึ่งให้สูงจากพื้นเป็นระยะ 1.0 เมตร ในเวลา 1.0 เมตร ในเวลา 2.0 วินาที

	5.0 W
	10.0 W
	20.0 W
	40.0 W

36) รถที่มีความเร็ว 30 กิโลเมตร/ชั่วโมง เมื่อห้ามล้อให้หยุดจะไถลไปเป็นระยะทาง 4.0 เมตร ถ้ารถมีความเร็วเป็น 90 กิโลเมตร/ชั่งโมง เมื่อห้ามล้อให้หยุดจะไถลไปเป็นระยะทางเท่าใด

	36 m
	24 m
	18 m
	12 m

37) วัตถุมวล 0.4 กิโลกรัม ไถลไปตามรางวงกลมในแนวระดับทีมีรัศมี 1.5 เมตร หากที่เวลาเริ่มต้นมีอัตราเร็ว 5 เมตร/วินาที เมื่อผ่านไป 1 รอบมีอัตราเร็วช้าลงเป็น 4 เมตร/วินาที เนื่องจากแรงเสียดทาน จงหางานเนื่องจากแรงเสียดทานใน 1 รอบ

	1.5 J
	1.8 J
	2.0 J
	3.6 J

38) ต้องการเร่งเครื่องให้รถมวล 1500 กิโลกรัม มีความเร็วเปลี่ยนจาก 10 เมตร/วินาที เป็น 30 เมตร/วินาที ภายในเวลา 5 วินาที จะต้องใช้กำลังเฉลี่ยอย่างน้อยเท่าใด

	15 kW
	120 kW
	135 kW
	150 kW

39) จงหาแรงต้านของเนื้อไม้ที่ช่างไม้ใช้ฆ้อนมวล 200 กรัม ตีตะปู 2 กรัม ในแนวราบเข้าไปในเนื้อไม้ 1 เซนติเมตร ถ้าความเร็วของค้อนและตะปู ขณะกระทบกันเป็น 10 เมตรต่อวินาที และค้อนไม่กระดอนออกจากหัวตะปู

	850 N
	970 N
	1010 N
	1207 N

40) ถ้าสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานระหว่างยางรถยนต์กับพื้นถนนราบ มีค่าลดลงครึ่งหนึ่ง ผู้ขับควรจะลดอัตราเร็วรถยนต์ลงเป็นกี่เท่า เพื่อที่สามารถห้ามล้อให้หยุดได้ในระยะทางเท่ากัน

	0.12 เท่า
	0.5 เท่า
	0.71 เท่า
	1.22 เท่า

41) นาย ก. ออกแรงคงที่ขนาด 150 นิวตัน ผลักวัตถุมวล 10 กิโลกรัม จากหยุดนิ่งให้เคลื่อนที่ไปตามแนวราบได้ระยะทาง 5 เมตร ภายในเวลา 2 วินาที ถ้าผิวสัมผัสระหว่างวัตถุกับพื้นมีแรงเสียดทานโดยค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานจลน์เป็น 0.5 จงหากำลังของนาย ก. ที่ใช้ในการผลักวัตถุในหน่วยวัตต์

	375 W
	427 W
	456 W
	432 W

42) ถ้ายิงลูกกระสุนมวล 15 กรัม ด้วยหนังสติ๊กให้ขึ้นไปได้สูง 20 เมตร ในแนวดิ่งจะต้องใช้แรงดึงก่อนปล่อยเท่าใด ถ้าการยืดหนังสติ๊กเป็นแบบสปริงและยืดออก 10 เซนติเมตร

	10 N
	15 N
	20 N
	60 N

43) ลิฟต์อันหนึ่งมีมวล 750 กิโลกรัม สามารถยกของ 850 กิโลกรัม ขึ้นไปสูง 20 เมตรในเวลา 8 วินาที โดยใช้กำลัง 50 กิโลวัตต์ จะมีงานสูญเสียไปเท่าใด

	40.0 กิโลจูล
	80.0 กิโลจูล
	120.0 กิโลจูล
	160.0 กิโลจูล

44) สปริงมีค่าคงตัว 2 นิวตัน/เซนติเมตร จะต้องทำงานเท่าไรในการยืดสปริงจากระยะ 2 เซนติเมตรจากตำแหน่งสมดุลไปเป็น 4 เซนติเมตร

	0.12 J
	0.18 J
	0.20 J
	0.24 J

45) สปริงยาว 40 เซนติเมตร มีค่าคงที่สปริง 100 นิวตัน/เมตร ผูกปลายข้างหนึ่งของสปริงติดกับมวล 2 กิโลกรัมที่วางอยู่บนโต๊ะ ถ้าจับอีกปลายหนึ่งของสปริงแล้วค่อยๆ ยกขึ้นในแนวดิ่งจนกระทั่งมวลเริ่มลอยขึ้นจากผิวโต๊ะ จงหาความยาวของสปริงขณะนั้น

	20 cm
	40 cm
	50 cm
	60 cm

link วิทยาศาสตร์

link คณิตศาสตร์