เกรด 9 การปฏิบัติ
โจทย์ฟิสิกส์: การเคลื่อนไหวโค้งและความสมดุล, เกรด 9
แรงสู่ศูนย์กลาง ดาวเทียม และความมั่นคงของวัตถุ
ที่นี่คุณสามารถอ่านเงื่อนไขและการวิเคราะห์โซลูชันได้โดยไม่ต้องมีบัญชี ในเครื่องจำลอง คุณต้องรวบรวมการวิเคราะห์เดียวกันด้วยตนเอง: สูตร "ที่ได้รับ" ลำดับขั้นตอนและคำตอบ
โจทย์
ตัวเลือกคำตอบมีไว้ตรวจสอบ ส่วนวิธีทำเปิดได้ใต้โจทย์แต่ละข้อ
โจทย์ข้อที่ 16
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมคำอธิบายนี้สอดคล้องกับแนวคิดใด: “นี่คือชื่อของผลลัพธ์ของแรงที่พุ่งเข้าหาศูนย์กลางและสร้างความเร่งสู่ศูนย์กลาง”
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{แรงลัพธ์ที่ชี้สู่ศูนย์กลางและทำให้เกิดความเร่งสู่ศูนย์กลาง}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
นี่ไม่ใช่แรงชนิดใหม่ แรงโน้มถ่วง แรงตึงเชือก แรงเสียดทาน หรือผลรวมของแรงเหล่านี้อาจทำหน้าที่นี้ได้
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{แรงสู่ศูนย์กลาง}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{แรงสู่ศูนย์กลาง}
โจทย์ข้อที่ 17
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมคำอธิบายนี้สอดคล้องกับแนวคิดข้อใด: “วัตถุเคลื่อนที่ในวงโคจรเมื่อแรงโน้มถ่วงส่งความเร่งอย่างต่อเนื่องไปยังศูนย์กลางของโลก”
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{วัตถุเคลื่อนที่ในวงโคจรเมื่อแรงโน้มถ่วงทำให้มันมีความเร่งสู่ศูนย์กลางดาวเคราะห์อย่างต่อเนื่อง}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
ดาวเทียมตกอย่างอิสระต่อเนื่อง และไม่ชนผิวดาวเคราะห์เพราะมีความเร็วในแนวราบ
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{ดาวเทียมที่มนุษย์สร้าง}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{ดาวเทียมที่มนุษย์สร้าง}
โจทย์ข้อที่ 18
แรงโน้มถ่วงประมาณความเร็วหลุดพ้นแรกของโลกที่ g = 9.8 m/s² และรัศมี 6.4·10⁶ m
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- g
- 9{,}8\,\text{м/с}^{2}
- R
- 6{,}4\cdot10^6\,\text{м}
v_1 - ?
- v_1=\sqrt{gR}v_1=\sqrt{9{,}8\cdot6{,}4\cdot10^6}\,\text{м/с}v_1 = 7{,}92\cdot10^3\,\text{м/с}
- v_1\approx7{,}9\,\text{км/с}
ตอบ7{,}9\,\text{км/с}
โจทย์ข้อที่ 19
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงคำอธิบายนี้สอดคล้องกับแนวคิดใด: “จุดที่ใช้แรงโน้มถ่วงลัพธ์ซึ่งกระทำต่อส่วนต่างๆ ของร่างกายในสนามสม่ำเสมอ”
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{จุดที่แรงโน้มถ่วงลัพธ์ซึ่งกระทำต่อส่วนต่าง ๆ ของวัตถุในสนามสม่ำเสมอกระทำผ่าน}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
หาตำแหน่งได้ด้วยการแขวนหรือใช้สมมาตร สำหรับวัตถุกลวง จุดนี้อาจอยู่นอกเนื้อวัสดุ
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{จุดศูนย์ถ่วง}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{จุดศูนย์ถ่วง}
โจทย์ข้อที่ 20
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงคำอธิบายนี้สอดคล้องกับแนวคิดใด: “เพื่อให้วัตถุอยู่ในสมดุล ทั้งแรงลัพธ์และโมเมนต์รวมของแรงที่สัมพันธ์กับแกนจะเท่ากับศูนย์”
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{วัตถุอยู่ในสมดุลเมื่อทั้งแรงลัพธ์และโมเมนต์รวมรอบแกนเป็นศูนย์}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
เงื่อนไขแรกทำให้ไม่มีความเร่งเชิงเลื่อนที่ ส่วนเงื่อนไขที่สองทำให้ไม่มีความเร่งเชิงมุม
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{เงื่อนไขสมดุล}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{เงื่อนไขสมดุล}
โจทย์ข้อที่ 21
สถิตยศาสตร์แรง 80 นิวตันกระทำต่อแขนสูง 0.3 ม. แรงอะไรบนแขนฝั่งตรงข้าม 0.6 ม. ที่สามารถทรงตัวคันโยกได้?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- F_1
- 80\,\text{Н}
- l_1
- 0{,}3\,\text{м}
- l_2
- 0{,}6\,\text{м}
F_2 - ?
- F_1l_1=F_2l_2
- F_2=\frac{F_1l_1}{l_2}F_2=\frac{80\cdot0{,}3}{0{,}6}\,\text{Н}F_2 = 40\,\text{Н}
ตอบ40\,\text{Н}
โจทย์ข้อที่ 94
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมวัตถุเคลื่อนที่แบบวงกลมอย่างสม่ำเสมอโดยมีรัศมี 5 ม. ด้วยความเร็ว 10 เมตร/วินาที หาความเร่ง.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- r
- 5\,\text{м}
- v
- 10\,\text{м/с}
a - ?
- a=\frac{v^2}{r}a=\frac{{10}^{2}}{5}a=20\,\text{м/с}^{2}
แม้จะมีโมดูลความเร็วคงที่ ทิศทางของมันก็เปลี่ยนแปลง
ตอบ20\,\text{м/с}^{2}
โจทย์ข้อที่ 95
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมวัตถุเคลื่อนที่แบบวงกลมอย่างสม่ำเสมอโดยมีรัศมี 8 ม. ด้วยความเร็ว 12 เมตร/วินาที หาความเร่ง.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- r
- 8\,\text{м}
- v
- 12\,\text{м/с}
a - ?
- a=\frac{v^2}{r}a=\frac{{12}^{2}}{8}a=18\,\text{м/с}^{2}
แม้จะมีโมดูลความเร็วคงที่ ทิศทางของมันก็เปลี่ยนแปลง
ตอบ18\,\text{м/с}^{2}
โจทย์ข้อที่ 96
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมมวลกาย 2 kg เคลื่อนที่แบบวงกลมอย่างสม่ำเสมอโดยมีรัศมี 4 ม. ด้วยความเร็ว 6 เมตร/วินาที ค้นหาโมดูลัสของผลลัพธ์
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m
- 2\,\text{кг}
- r
- 4\,\text{м}
- v
- 6\,\text{м/с}
F - ?
- a=\frac{v^2}{r}a=\frac{{6}^{2}}{4}a=9\,\text{м/с}^{2}
ผลลัพธ์มุ่งตรงไปยังศูนย์กลาง
- F=maF=2 \cdot 9F=18\,\text{Н}
แรงสู่ศูนย์กลางไม่ใช่แรงประเภทแยกกัน แต่เป็นแรงลัพธ์
ตอบ18\,\text{Н}
โจทย์ข้อที่ 97
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมมวลกาย 3 kg เคลื่อนที่แบบวงกลมอย่างสม่ำเสมอโดยมีรัศมี 6 ม. ด้วยความเร็ว 8 เมตร/วินาที ค้นหาโมดูลัสของผลลัพธ์
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m
- 3\,\text{кг}
- r
- 6\,\text{м}
- v
- 8\,\text{м/с}
F - ?
- a=\frac{v^2}{r}a=\frac{{8}^{2}}{6}a=10{,}6667\,\text{м/с}^{2}
ผลลัพธ์มุ่งตรงไปยังศูนย์กลาง
- F=maF=3 \cdot 10{,}6667F=32\,\text{Н}
แรงสู่ศูนย์กลางไม่ใช่แรงประเภทแยกกัน แต่เป็นแรงลัพธ์
ตอบ32\,\text{Н}
โจทย์ข้อที่ 98
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมรัศมีของดาวเคราะห์ 6000 กม. ดาวเทียมเคลื่อนที่ที่ระดับความสูง 400 กม. ในวงโคจรนี้มีความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง 9 เมตร/วินาที² ค้นหาความเร็วของวงโคจรเป็นเมตร/วินาทีของวงโคจรเป็นวงกลม
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- R
- 6000\,\text{км}
- h
- 400\,\text{км}
- g
- 9\,\text{м/с}^{2}
v - ?
- r=(R+h)1000r=(6000 + 400) \cdot 1000r=6400000\,\text{м}
รัศมีวงโคจรวัดจากศูนย์กลางของดาวเคราะห์
- v^2=grv^2=9 \cdot 6400000v^2=57600000\,\text{м}^{2}\text{/с}^{2}
แรงโน้มถ่วงให้ความเร่งสู่ศูนย์กลาง
- v=\sqrt{gr}v=\sqrt{57600000}v=7589{,}47\,\text{м/с}
เราหยั่งรากที่เป็นบวก
ตอบ7589{,}47\,\text{м/с}
โจทย์ข้อที่ 99
พลศาสตร์แบบวงกลมและดาวเทียมรัศมีของดาวเคราะห์ 6000 กม. ดาวเทียมเคลื่อนที่ที่ระดับความสูง 1000 กม. ในวงโคจรนี้มีความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง 7 เมตร/วินาที² ค้นหาความเร็วของวงโคจรเป็นเมตร/วินาทีของวงโคจรเป็นวงกลม
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- R
- 6000\,\text{км}
- h
- 1000\,\text{км}
- g
- 7\,\text{м/с}^{2}
v - ?
- r=(R+h)1000r=(6000 + 1000) \cdot 1000r=7000000\,\text{м}
รัศมีวงโคจรวัดจากศูนย์กลางของดาวเคราะห์
- v^2=grv^2=7 \cdot 7000000v^2=49000000\,\text{м}^{2}\text{/с}^{2}
แรงโน้มถ่วงให้ความเร่งสู่ศูนย์กลาง
- v=\sqrt{gr}v=\sqrt{49000000}v=7000\,\text{м/с}
เราหยั่งรากที่เป็นบวก
ตอบ7000\,\text{м/с}
โจทย์ข้อที่ 100
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงแรง 20 ใช้ H ในแนวตั้งฉากกับคันโยกในระยะไกล 0{,}3 m จากแกน ค้นหาช่วงเวลาแห่งพลัง
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- F
- 20\,\text{Н}
- l
- 0{,}3\,\text{м}
M - ?
- M=FlM=20 \cdot 0{,}3M=6\,\text{Н·м}
ไหล่ตรงนี้เท่ากับระยะห่างจากแกนถึงจุดใช้งาน
ตอบ6\,\text{Н·м}
โจทย์ข้อที่ 101
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงแรง 30 ใช้ H ในแนวตั้งฉากกับคันโยกในระยะไกล 0{,}4 m จากแกน ค้นหาช่วงเวลาแห่งพลัง
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- F
- 30\,\text{Н}
- l
- 0{,}4\,\text{м}
M - ?
- M=FlM=30 \cdot 0{,}4M=12\,\text{Н·м}
ไหล่ตรงนี้เท่ากับระยะห่างจากแกนถึงจุดใช้งาน
ตอบ12\,\text{Н·м}
โจทย์ข้อที่ 102
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงบนไหล่ 10 ซม. แรงกระทำ 60 N. ควรใช้แรงหมุนสวนทางใดกับไหล่? 30 ซม. เพื่อความสมดุล? ละเลยมวลของคันโยก
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- l_1
- 10\,\text{см}
- F_1
- 60\,\text{Н}
- l_2
- 30\,\text{см}
F_2 - ?
- M=F_1 l_1M=60 \cdot 10M=600\,\text{Н·см}
เราคำนวณโมเมนต์ของแรงแรกในหน่วยที่ตกลงกันไว้
- F_2=\frac{M}{l_2}F_2=\frac{600}{30}F_2=20\,\text{Н}
เพื่อความสมดุล โมเมนต์ที่ตรงกันข้ามจะเท่ากัน
ตอบ20\,\text{Н}
โจทย์ข้อที่ 103
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงบนไหล่ 15 ซม. แรงกระทำ 80 N. ควรใช้แรงหมุนสวนทางใดกับไหล่? 40 ซม. เพื่อความสมดุล? ละเลยมวลของคันโยก
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- l_1
- 15\,\text{см}
- F_1
- 80\,\text{Н}
- l_2
- 40\,\text{см}
F_2 - ?
- M=F_1 l_1M=80 \cdot 15M=1200\,\text{Н·см}
เราคำนวณโมเมนต์ของแรงแรกในหน่วยที่ตกลงกันไว้
- F_2=\frac{M}{l_2}F_2=\frac{1200}{40}F_2=30\,\text{Н}
เพื่อความสมดุล โมเมนต์ที่ตรงกันข้ามจะเท่ากัน
ตอบ30\,\text{Н}
โจทย์ข้อที่ 104
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงทางด้านซ้ายของแกนของคันโยกไร้น้ำหนักจะมีตุ้มน้ำหนักห้อยอยู่ 2 กิโลกรัมในระยะไกล 0{,}3 ม. และ 1 กิโลกรัมในระยะไกล 0{,}6 ม. ควรแขวนโหลดไปทางขวาเป็นระยะทางเท่าใด 4 กิโลกรัม? ก. = 10 N/กก.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m_1
- 2\,\text{кг}
- l_1
- 0{,}3\,\text{м}
- m_2
- 1\,\text{кг}
- l_2
- 0{,}6\,\text{м}
- m_3
- 4\,\text{кг}
- g
- 10\,\text{Н/кг}
l - ?
- M_1=m_1 gl_1M_1=2 \cdot 10 \cdot 0{,}3M_1=6\,\text{Н·м}
การโหลดครั้งแรกจะสร้างโมเมนต์รอบแกน
- M_2=m_2 gl_2M_2=1 \cdot 10 \cdot 0{,}6M_2=6\,\text{Н·м}
จังหวะทางซ้ายทั้งสองมีทิศทางเท่ากัน
- l=\frac{M_1+M_2}{m_3g}l=\frac{(6 + 6)}{(4 \cdot 10)}l=0{,}3\,\text{м}
ช่วงเวลาที่เหมาะสมจะทำให้ผลรวมของช่วงเวลาด้านซ้ายสมดุล
ตอบ0{,}3\,\text{м}
โจทย์ข้อที่ 105
สมดุลและจุดศูนย์ถ่วงทางด้านซ้ายของแกนของคันโยกไร้น้ำหนักจะมีตุ้มน้ำหนักห้อยอยู่ 3 กิโลกรัมในระยะไกล 0{,}2 ม. และ 2 กิโลกรัมในระยะไกล 0{,}3 ม. ควรแขวนโหลดไปทางขวาเป็นระยะทางเท่าใด 6 กิโลกรัม? ก. = 10 N/กก.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m_1
- 3\,\text{кг}
- l_1
- 0{,}2\,\text{м}
- m_2
- 2\,\text{кг}
- l_2
- 0{,}3\,\text{м}
- m_3
- 6\,\text{кг}
- g
- 10\,\text{Н/кг}
l - ?
- M_1=m_1 gl_1M_1=3 \cdot 10 \cdot 0{,}2M_1=6\,\text{Н·м}
การโหลดครั้งแรกจะสร้างโมเมนต์รอบแกน
- M_2=m_2 gl_2M_2=2 \cdot 10 \cdot 0{,}3M_2=6\,\text{Н·м}
จังหวะทางซ้ายทั้งสองมีทิศทางเท่ากัน
- l=\frac{M_1+M_2}{m_3g}l=\frac{(6 + 6)}{(6 \cdot 10)}l=0{,}2\,\text{м}
ช่วงเวลาที่เหมาะสมจะทำให้ผลรวมของช่วงเวลาด้านซ้ายสมดุล
ตอบ0{,}2\,\text{м}
ทฤษฎีเบื้องหลังโจทย์เหล่านี้
กลับไปทบทวนหัวข้อ หากโจทย์ยังไม่ยอมแพ้
สูตรตามหัวข้อ
ค้นสัญลักษณ์และหน่วยวัดได้ในคู่มืออ้างอิง