ข้อสอบฟิสิกส์

-ข้อสอบฟิสิกส์
ข้อสอบครกกระเดื่อง
ข้อ1  คานสม่ำเสมอ  AB  ยาว  40  ซม.  หนัก 10 นิวตันที่ปลายคานมีเชือกเบามาก  ผูกข้างละเส้นดังรูป  ถ้าเชือกแต่ละเส้นทนแรงตึงได้มากที่สุด  20  นิวตัน    จงหาว่าแขวนน้ำหนัก  20  นิวตัน เข้ากับคานห่างจากปลายคาน  A  เท่าใด  จึงทำให้เชือกแขวนปลาย  A  ขาด
--เฉลยข้อสอบ
ข้อ 1 วิธีทำ  วิเคราะห์โจทย์  การแก้ปัญหาโจทย์  เชือก  A  พอดีขาด  TA    =  20  นิวตัน
จาก             ∑F              =   O
                TA +  TB                =   30  
จะได้ว่า                TA              =  20  นิวตัน
                TB              =  10  นิวตัน
จาก             ∑M              =   O
พิจารณาโมเมนต์รอบจุด  A  ( เพราะต้องการหาระยะเทียบกับจุด  A )
                โมเมนต์ตาม      =  โมเมนต์ทวน
        ( 20 x X ) +  ( 10 x  20 )      =  10 x 40
                        X       =  10  cm
ดังนั้นต้องแขวนน้ำหนัก  20  นิวตันห่างจากปลายคาน  A  10  เซนติเมตร
ข้อ2  คานเบายาว 4 L แขวนก้อนวัตถุดังรูป และแขวนคานกับเพดาน  จงหาขนาด ของมวล m  ที่ ทำให้คานวางตัวอยู่ในแนวระดับได้
-------------เฉลย ข้อ2
วิธีทำ  วิเคราะห์โจทย์  คานสมดุลโจทย์ข้อนี้ควรให้จุด 0 เป็นจุดหมุนเพราะจะตัดปัญหาเรื่องแรงตึง  
            เชือกที่ 0
            ให้จุด 0 เป็นจุดหมุน
                   ∑ Mตาม        =         ∑ Mทวน
                mL          =            2L+4 (2L)+5(3L)
                m           =       25 kg
        ดังนั้น  มวล m มีขนาด 25 กิโลกรัม
ข้อสอบเกวียน
ข้อ1  ต้องการยกหีบหนัก  100  นิวตัน  โดยใช้กว้านที่มีรัศมีของล้อ  0.5  เมตร  กับเพลามีรัศมี  0.05  เมตร  จะต้องออกแรงยกน้ำหนักเท่าใด
เฉลยข้อสอบเกวียน
ข้อ1วิธีทำ          จากหลักของการทำงานของล้อและเพลา
                       E  x  R =  W x R
                       W        =  100  นิวตัน          R  =  0.5  เมตร
                          r       =  0.05  เมตร
                        E        =  W x r                =  100 x 0.05  =  10  นิวตัน
                        R        =   0.5
ข้อ2  กะลาสี  4  คน  ช่วยกันกว้านสมอเรือ  โดยใช้กว้าน 4 อัน  แต่ละอันยาว  1  เมตร  แต่ละคนออกแรงคนละ  40  นิวตัน  ถ้าเพลามีรัศมี  0.5  เมตร  สมอเรือหนักกี่กิโลกรัม                                                 ( หาก  1 กิโลกรัม  = 9.8  นิวตัน )
ข้อ2วิธีทำ          จากหลักการทำงานของล้อและเพลา
                E x R   =  W x r
                      E =  แรงที่ใช้หมุนกว้านสมอเรือคนละ  40  นิวตัน  4  คน =  160  นิวตัน
                      W =  คือน้ำหนักสมอที่ต้องการหา
                      R =  รัศมีของคันกว้านสมอ =  1 เมตร
                      r =  รัศมีของเพลา = 0.5  เมตร
                160 x 1 =  W x 0.5
                      W         =  160 x 1      =  320  นิวตัน
                               0.5=            =  32.65  กิโลกรัม
ข้อสอบกระดานหก
ข้อ1  คานเอกรูปอันหนึ่งยาว  8  เมตร  ผูกเชือกแขวนไว้ที่จุดที่ห่างจากปลายข้างหนึ่ง  3  เมตร  หากถ่วงน้ำหนักปลายใกล้จุดแขวน  20  กก.  จะต้องใช้น้ำหนักอีกก้อนหนึ่งหนักเท่าใดมาแขวนที่อีกปลายหนึ่งแล้วคานอยู่ในสมดุลโดยไม่คิดน้ำหนักคาน
เฉลยข้อสอบกระดานหก
ข้อ1  วิธีทำ คิดโมเมนต์รอบจุด  C  เมื่อคานสมดุล
        โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา    =  โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา
                20  x  3                =  W  x  5
                          W     =  20 x  3      =  12  กิโลกรัม
                                         5
ข้อ2  แม่ค้าขายลำใย  นำลำใยใส่กระจาด  2  ใบ  ใส่สาแหรกแล้วใช้ไม้คานหาบ  ถ้าลำใยในกระจาดหน้าหนัก  15  กิโลกรัม  ลำใยกระจาดหลังหนัก  20 กิโลกรัม คานที่ใช้หาบยาว  1.75  เมตร  แม่ค้าจะต้องวางไม้คานบนบ่าที่จุดใด
ข้อ2  วิธีทำ ใช้บ่าวางห่างจากน้ำหนัก  15  กิโลกรัม  X  เมตร
        ดังนั้น  น้ำหนัก  20  กิโลกรัม  ห่างจากบ่า  1.75 – X  เมตร
        ใช้บ่าเป็นจุดหมุนจะได้ว่า
                โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา    =  โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา
                    20 x ( 1.75  -  X  )        =  15 x  X
                        35 – 20X        =  15X
                                35X     =  35
                                    X   =  1
ข้อสอบกระดานลื่น
ข้อ1  ในการเคลื่อนย้ายตู้เย็นขนาดใหญ่จากร้านค้าไปส่งลูกค้านั้นๆ  ต้องยกจากพื้นขึ้นไปบนรถบรรทุกที่สูงกว่าพื้น 1.5  เมตร  ต้องออกแรง 1,800  นิวตัน  หากต้องการออกแรงเพียง  180  นิวตัน  เข็นตู้เย็นขึ้นรถบรรทุกนั้นโดยใช้ไม้พาดเอียงจากพื้นขึ้นไปบนรถบรรทุกจะต้องใช้ไม้กระดานยาวกี่เมตร  ในกรณีที่ไม่คิดแรงเสียดทาน
เฉลยข้อสอบกระดานลื่น
ข้อ1วิธีทำ  จากหลักของแรง  แรงที่ทำ         =  แรงที่ได้
        หรือจากสูตรของพื้นเอียง  E x  L =  W x H
                                   E    =  180  นิวตัน         L =  ต้องการทราบว่ายาวกี่เมตร
                                   L    =  1,800  นิวตัน               H =  ความสูงของรถบรรทุก 1.5 เมตร
        ดังนั้น                 180  นิวตัน  x  L       =  1,800  นิวตัน x 1.5  เมตร
                                  L     =  1,800 x 1.5   นิวตัน.เมตร
                           180 นิวตัน=  15  เมตร
        ต้องใช้ไม้ยาว  15  เมตร  พาดจากพื้นขึ้นไปถึงท้ายรถบรรทุก
 ข้อ2  สนิทจะต้องออกแรงเท่าใดเพื่อกลิ้งถังน้ำมันหนัก  250  นิวตัน  ขึ้นไปตามพื้นเอียงยาว  25  เมตร  พาดจากชั้นสองของตึกสูง  3  เมตร
ข้อ2วิธีทำ  จากโจทย์  E  ต้องการหา                  L =  25 เมตร
        W =  250  นิวตัน                                H =  3   เมตร
                        E x L           =  W x H
                        E x 25 เมตร     =  250  นิวตัน x 3 เมตร
                                E       =  750  นิวตัน.เมตร     
                             25 เมตร=  30  นิวตัน
        สนิทต้องออกแรง  30  นิวตัน  กลิ้งถังน้ำมันขึ้นตามพื้นเอียง