แบบฝึกแรงและการเคลื่อนที่

1. จากข้อความต่อไปนี้
ก.  ออกแรงกระทำกับวัตถุ แต่วัตถุไม่เคลื่อนที่
ข.  ออกแรงกระทำกับวัตถุในทิศตั้งฉากกับการเคลื่อนที่
ค.  แรงที่กระทำกับวัตถุตรงข้ามกับทิศของการเคลื่อนที่
ง.  ออกแรงกระทำกับวัตถุในทิศทำมุม 30^๐ กับการเคลื่อนที่
ข้อใดมีงานเกิดขึ้นกับวัตถุ

1.  ข้อ ก และ ข	2.   ข้อ ข และ ค
3. ข้อ ค และ ง	4.   ข้อ ก และ ง

2. ออกแรง 10 นิวตันทำกับมวลที่วางอยู่บนพื้นลื่นทำมุม 60^๐ กับแนวระดับ วัตถุเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 1.5 m จงหางานของแรงนี้

1.  2.5 J	2.   7.5 J
3.  15 J	4.   20 J

3. มวล 2 kg ถูกกระทำด้วยแรงจนมวลเคลื่อนที่จากหยุดนิ่งมีความเร็ว 2 m/s จงหางานของแรงนี้

1.  4 J	2.   6 J
3.   8 J	4.   10 J

4. แขวนลูกกลมเหล็กด้วยเชือกยาว 0.8 เมตร ดึงลูกกลมไปยังตำแหน่ง P ให้เส้นเชือกทำมุม 60^๐ กับแนวดิ่ง แล้วปล่อยให้แกว่งในระนาบดิ่งจากจุด P โดยให้มีความเร็วต้น 2 เมตร/วินาที ดังรูป เมื่อลูกกลมถึงจุดต่ำสุด เชือกที่แขวนจะกระทบกับตะปู I ที่ตรึงติดไว้ต่ำกว่าจุดที่แขวนเชือกเป็นระยะ 0.6 เมตร จากนั้นลูกกลมจะแกว่งต่อไปจนถึงตำแหน่ง Q อัตราเร็วของลูกกลม ณ ตำแหน่ง Q เป็นกี่เมตร/วินาที

                                           

1.  2.0	2.    2.8
3.   3.4	4.    8.0

5. กรรมกรคนหนึ่งแบกของหนัก 50 กิโลกรัม ขึ้นไปบนภูเขา โดยเริ่มต้นที่จุด O แล้วเดินไปตามทาง OABC ถึงจุดหมายที่จุด C งานที่กรรมกรผู้นี้ทำจะเท่ากับ

                                                   

1.  2.0 × 105 จูล	2.   2.5 × 105 จูล
3.   3.0 × 105 จูล	4.   5.0 × 105 จูล

6. เครื่องบินลำหนึ่งมวล 20,000 กิโลกรัม เริ่มบินขึ้นด้วยความเร็ว 50 เมตร/วินาที ใน 5 นาทีต่อมา เครื่องบินลำนี้อยู่ที่ระดับความสูง 3 กิโลเมตร โดยมีความเร็ว 100 เมตร/วินาที จงหากำลังเฉลี่ยของเครื่องบินที่ต้องใช้ในการเคลื่อนที่ในช่วงเวลา 5 นาทีนี้ ทั้งนี้ 40% ของกำลังเฉลี่ยของเครื่องบินจะสูญเสียไปกับการเอาชนะแรงเสียดทานต่างๆ

1.  45.0 kW	2.   62.5 kW
3.  3.75 kW	4.   6.75 kW

7. รถคันหนึ่งมวล 1,000 กิโลกรัม กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 30 เมตรต่อวินาที เมื่อเหยียบห้ามล้อ รถคันนี้ จะหยุดในระยะทาง 30 เมตร ถ้าถนนเรียบ จงคำนวณหากำลังทั้งหมดที่ทำให้รถหยุดนิ่งในหน่วยกิโลวัตต์

1.   7.50	2.   56.25
3.   112.50	4.   225.00

8. เครื่องสูบน้ำเครื่องหนึ่ง ภายในเวลา 1 ชั่วโมง สามารถสูบน้ำได้มวล 3600 กิโลกรัมขึ้นจากบ่อลึก 10 เมตร และฉีดออกไปด้วยความเร็ว 30 เมตรต่อวินาที กำลังของเครื่องสูบน้ำอย่างน้อยต้องเท่าใด

1.   100 W	2.   150 W
3.    550 W	4.   1000 W

9. จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรง (F) กับการกระจัด (s) ถ้าแรงนี้กระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนไปตาม การกระจัดนี้ใช้เวลา 5 วินาที จงหาว่างานและกำลังมีค่าเท่าใด

                                     

1.   งาน 45 จูล กำลัง 9 วัตต์	2.   งาน 54 จูล กำลัง 9 วัตต์
3.   งาน 54 จูล กำลัง 10.8 วัตต์	4.   งาน 60 จูล กำลัง 12 วัตต์

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

1. 375	2.   400
3.   425	4.   450

11. ลูกบอลมวล 0.4 kg เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 10 m/s ในแนวระดับถูกตีสวนด้วยไม้ กราฟระหว่างแรงกับเวลาในขณะกระทบกันแสดงได้ดังรูป อัตราเร็วหลังถูกตีของลูกบอลเป็นกี่เมตรต่อวินาที

                                     

1.    7.50	2.   56.25
3.    112.50	4.   225.00

12. ลูกบอลมวล 2.0 kg ตกจากที่สูง 1.25 m ในแนวดิ่งกระทบพื้นราบ แล้วสะท้อนขึ้นไปได้สูงสุด 0.45 m ถ้าลูกบอลกระทบพื้นเป็นเวลา 0.1 วินาที แล้วข้อความต่อไปนี้ข้อใดถูกต้อง
ก.  การดลที่พื้นกระทำต่อลูกบอลมีขนาดเป็น 0.4 N.s
ข.  พื้นออกแรงเฉลี่ยกระทำต่อลูกบอลมีขนาดเป็น 160.0 N
ค.  การกระทบพื้นลูกบอลเสียพลังงานจลน์ไป 16.0 J
คำตอบที่ถูกต้องคือ

1.   ข้อ ก, ข และ ค	2.   ข้อ ก และ ค
3.   ข้อ ข และ ค	4.    ข้อ ข เท่านั้น

13.   นักกีฬาเตะลูกบอลมวล 200 g อัดกำแพงแล้ว ลูกบอลสะท้อนสวนออกมาด้วยความเร็ว 5 เมตรต่อวินาที ซึ่งเท่ากับอัตราเร็วเดิม ถ้าแรงที่กำแพงกระทำต่อลูกบอลเป็น 40 N ลูกบอลกระทบกำแพงอยู่นานเท่าใด

1.   0.025 s	2.   0.05 s
3.   0.25 s	4.    0.5 s

14. ก้อนหินมวล 2 kg เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 6 m/s จะต้องใช้แรงขนาดเท่าใด จึงสามารถหยุดก้อนหินได้ในช่วงเวลา 5 × 10^–3 s

1.   1200 N	2.  2400 N
3.   3500 N	4.   4800 N

15. นักกีฬาเตะลูกบอลมวล 200 g ด้วยความเร็ว 5 m/s อัดกำแพง แล้วลูกบอลสะท้อนสวนออกมาด้วยอัตราเร็วเท่าเดิม จงหาค่าเฉลี่ยของแรงที่กำแพงกระทำต่อลูกบอล ถ้าลูกบอลกระทบกำแพงในช่วงเวลา 0.05 วินาที

1.   0.1 N	2.   10 N
3.   20 N	4.    40 N

16. รถทดลองมวล 1.0 kg เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 m/s เข้าชนรถทดลองอีกคันหนึ่งซึ่งมีมวลเท่ากัน และอยู่นิ่งหลังการชนรถทดลองทั้งสองเคลื่อนที่ติดกันไป จงหาค่าพลังงานความร้อนที่เกิดจากการชน

1.   0.25 J	2.   0.5 J
3.   0.75 J	4.  1.0 J

17. จงหาแรงต้านของเนื้อไม้ที่ช่างไม้ใช้ค้อนมวล 200 กรัม ตีตะปูมวล 2 กรัม ในแนวราบ เข้าไปในเนื้อไม้ 1 เซนติเมตร ถ้าความเร็วของค้อนและตะปูขณะกระทบกันเป็น 10 เมตร/วินาที และค้อนไม่กระดอนออกจากหัวตะปู

1.   0.202 N	2.    2.02 N
3.   2.12 N	4.    21.2 N

18. ยิงลูกปืนมวล 10 กรัม ในแนวระดับ ด้วยความเร็ว 1000 เมตร/วินาที เข้าไปฝังในเป้ามวล 5 กิโลกรัม ซึ่งผูกเชือกแขวนไว้ในแนวดิ่ง เป้าจะแกว่งขึ้นไปสูงกว่าตำแหน่งเดิมกี่เซนติเมตร

1.  20	2.   25
3.   40	4.    50

19. ลูกเหล็กทรงกลมมวล 1 กิโลกรัม กลิ้งเข้าชนแท่งไม้หนัก 4 กิโลกรัม ที่วางอยู่บนพื้นด้วยความเร็ว 20 เมตร/วินาที ถ้าสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานระหว่างผิวของแท่งไม้กับพื้นเท่ากับ 0.2 หลังจากชนแล้ว ลูกเหล็กหยุดนิ่งกับที่ แท่งไม้จะไถลไปได้ไกลเท่าใด

1.   1.25 เมตร	2.  6.25 เมตร
3.   50.26 เมตร	4.   250 เมตร

20. วัตถุ A เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 5 m/s และชนแบบยืดหยุ่นกับวัตถุ B ซึ่งเดิมหยุดนิ่งและมวลเท่ากับ A หลังการชนวัตถุ A เคลื่อนที่ไปในทิศทางทำมุม 90^๐ กับทิศทางการเคลื่อนที่เดิมด้วยอัตราเร็ว 4 m/s หลังการชนวัตถุ B จะมีความเร็วเท่าใด

1.   2 m/s	2.    3 m/s
3.  6.4 m/s	4.   7 m/s

21. โลกหมุนรอบตัวเองในแนวจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออก ดังรูป ทิศของความเร็วเชิงมุมคือข้อใด

                                       

1.  ทิศ N	2.    ทิศ S
3.   ทิศ E	4.   ทิศ W

22. เมื่อวัตถุหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงตัว ข้อใดผิด

1.   ความเร่งเชิงมุมเป็นศูนย์

2.   ความเร็วเชิงเส้นคงตัวเมื่อรัศมีเท่าเดิม

3.  ความเร็วเชิงเส้นคงตัวเมื่อรัศมีเปลี่ยนไป

4.   ความเร่งเชิงเส้นเป็นศูนย์

23. พื้นเอียงสูง h นำวัตถุที่มีมวลเท่ากัน และรัศมีเท่ากัน แต่มีโมเมนต์ความเฉื่อยไม่เท่ากัน มาปล่อยจากที่สูงบนพื้นเอียงเท่ากัน วัตถุที่มี I เท่ากับในข้อใดกลิ้งถึงพื้นก่อน

                                             

1.	2.
3.	4.   mR2

24. ทรงกระบอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.12 m เมื่อดึงเชือกที่พันรอบทรงกระบอกด้วยแรง 9.0 N จะพบว่า เชือก มีความเร่ง 0.36 m/s²จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของทรงกระบอก

                                               

1.   0.05 kg m2	2.  0.09 kg m2
3.   0.12 kg m2	4.   1.20 kg m2

25. วงแหวนมวล 4 kg เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 m กลิ้งขึ้นพื้นเอียงโดยไม่ไถล จุดศูนย์กลางมวลมีความเร็วต้น 10 m/s จะขึ้นไปสูงสุดในแนวดิ่งเป็นระยะทางกี่เมตร (g = 10 m/s²)

1.  5 m	2.  10 m
3.   12 m	4.   24 m

26. ล้ออันหนึ่งมีแรงกระทำ 100 N ดังรูป ล้อมีรัศมี 30 cm และมีความฝืด เกิดทอร์กของแรงเสียดทาน 1 N-m ล้อหมุนจากหยุดนิ่งจนมีอัตราเร็วเชิงมุม 30 rad/s ภายในเวลา 3 วินาที จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของล้ออันนี้

                                               

1.  2.9 kg m2	2.   3.0 kg m2
3.   3.1 kg m2	4.   3.2 kg m2

27. รอกอันหนึ่งหมุนได้คล่องและมีรัศมี 10 cm เมื่อนำมวล 10 kg มาแขวนไว้ดังรูป จงหาโมเมนต์ความเฉื่อยของรอก เมื่อมวลมีความเร่ง a = 9 m/s²

                                               

1.   0.01 kg m2	2.   0.02 kg m2
3.   0.11 kg m2	4.   0.22 kg m2

28. วัตถุมวล 50 กรัม ผูกติดปลายเชือกซึ่งลอดผ่านรูหลอดเล็กๆ ปลายเชือกข้างหนึ่งดึงยึดไว้ด้วยแรงค่าหนึ่ง แล้วเหวี่ยงให้เป็นวงกลมรัศมี 1 เมตร ถ้าดึงเชือกให้รัศมีวงกลมเป็น 50 เซนติเมตรทันที วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเชิงมุมเท่าไรในหน่วยเรเดียนต่อวินาที ถ้าเดิมมีอัตราเร็วเชิงมุม 3 เรเดียนต่อวินาที

1.   8	2.   10
3.  12	4.   15

29. ชายคนหนึ่งยืนอยู่บนแป้นหมุนซึ่งหมุนรอบแกนดิ่ง ชายคนนี้และแป้นหมุนมีโมเมนต์ความเฉื่อย 8.0 กิโลกรัม-เมตร² มือแต่ละข้างถือดัมเบลไว้ข้างละอัน ดัมเบลแต่ละอันมีมวล 2 กิโลกรัม เหยียดแขนให้มวลดัมเบลอยู่ห่างแกนหมุน 1 เมตร แล้วหมุนแป้นจนกระทั่งมีอัตราเร็วเป็น 5 รอบต่อวินาที ต่อไปหดแขนให้ดัมเบลอยู่ห่างแกนหมุน 20.0 เซนติเมตร จงหาว่าแป้นหมุนจะหมุนด้วยอัตราเร็วกี่รอบต่อนาที

1.   6.0	2.   6.2
3.  6.6	4.  7.3

30. ลูกโบว์ลิ่งมวล 8.0 kg รัศมี 10 cm กลิ้งไปบนพื้นโดยไม่มีการไถล ด้วยความเร็วที่ศูนย์กลางมวล 4 m/s

จงหาพลังงานจลน์ทั้งหมดของลูกโบว์ลิ่ง 

1.   44.8 J	2.  89.6 J
3.   134.4 J	4.   179.2 J

31. มวล 10 กิโลกรัม แขวนด้วยเชือก 2 เส้นทำมุมกับเพดานดังรูป จงหาอัตราส่วนของขนาดแรงตึงเชือกในแนวดิ่งของเชือก T₁ต่อเชือก T₂

                                               

1.  1 : 1	2.   1 : 2
3.  1 : 3	4.

32. จากรูป มวล 10 กิโลกรัม วางอยู่บนพื้นที่มีสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานเท่ากับ 0.4 ผูกติดกับเชือกมวล m และมีเชือกโยงไปกับผนังดังรูป โดยเชือกทำมุม 30^๐ กับผนัง มวล m มากที่สุดที่ระบบนี้ยังสมดุลอยู่ได้ มีค่าเท่าใด (กำหนดให้ g = 10 เมตรต่อวินาที²)

                                               

1.	2.   80  กิโลกรัม
3.	3.

33. แท่งไม้        =  4 N,         = 8 N วางซ้อนกันดังรูป ทุกผิวสัมผัสมีสัมประสิทธิ์แห่งความเสียดทานเท่ากับ 0.25 จงหาแรง P ที่พอดีทำให้ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (กำหนดให้ g = 10 m/s²)

                                                 

1.   8 N	2.   7 N
3.    5 N	4.   4 N

34. มวล A = 5 กิโลกรัม มวล B = 10 กิโลกรัม โยงกันด้วยเชือกเส้นหนึ่งคล้องผ่านรอกที่ไม่มีความฝืด ดังในรูปค่าสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานระหว่างมวลกับพื้นเท่ากับ 0.4 ทั้งสองก้อน จงหาค่าแรง F ที่พอดีดึงมวลทั้งระบบขึ้นไปด้วยความเร็วคงที่ (g = 10 เมตร/วินาที², sin 30^๐ = 0.500, cos 30^๐ = 0.866 )

                                           

1.   17 นิวตัน	2.   25 นิวตัน
3.   40 นิวตัน	4.    82 นิวตัน

35. ทรงกลม 2 ลูก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 และ 18 เซนติเมตร หนัก 3 และ 12 นิวตัน ตามลำดับ วางในทรงกระบอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 27 เซนติเมตร ดังรูป ถ้าผิวทุกผิวไม่มีความฝืดแรงปฏิกิริยาที่ผิวของทรงกระบอกที่จุด B มีค่าเท่ากับกี่นิวตัน

                                           

1.   12	2.   13
3.   14	4.  15

36. เหล็กฉากทำจากเหล็กสม่ำเสมอแขวนให้สมดุลได้ดังรูป ถ้า AB เป็นครึ่งหนึ่งของ BC ค่าของมุม  จะ เป็นเท่าไร

                                               

1.  tan-1 (0.25)	2.   tan-1 (0.4)
3.  tan-1 (0.5)	4.   tan-1 (0.45)

37. คาน AB ยาวสม่ำเสมอ แขวนไว้ด้วยเชือกเบาสองเส้น เชือกเส้นหนึ่งผูกห่างจากปลายคาน A เป็นระยะ 2 เมตร อีกเส้นหนึ่งผูกห่างจากปลาย B เป็นระยะ 1 เมตร ถ้าคานยาวทั้งหมด 10 เมตร จะต้องนำน้ำหนักขนาด 5 เท่าของคานแขวนตรงตำแหน่งห่างจากปลาย A เป็นระยะเท่าไร คานจึงจะสมดุลได้ในแนวราบและแรงดึงในเส้นเชือกทั้งสองเท่ากันพอดี

1.   5 เมตร	2.  5.6 เมตร
3.   6.5 เมตร	4.   7.6 เมตร

38. ตู้สม่ำเสมอใบหนึ่งสูง 100 เซนติเมตร และกว้าง 50 เซนติเมตร มีมวล 100 กิโลกรัม วางอยู่บนพื้นราบซึ่ง  มีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตระหว่างผิวสัมผัสเท่ากับ 0.2 ถ้าออกแรง     ผลักตู้ที่จุด A ซึ่งอยู่สูงจากพื้นเท่ากับ 50 เซนติเมตร โดยมุม  เท่ากับ 60^๐ ดังรูป แรง        จะมีขนาดกี่นิวตัน ตู้จึงจะเคลื่อนที่ไปโดยไม่ล้ม

                                                 

1.	2.
3.	4.

39. ลวดเหล็กเส้นหนึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 cm ยาว 2 m มีมวลเป็น 1.54 kg/m แขวนไว้ในแนวดิ่ง จุดที่ต่ำจากจุดแขวน 1 m จะมีความเค้นเท่าใด

1.   1 × 105 N/m2	2.    2 × 105 N/m2
3.   2 × 105 N/m2	4.   4 × 105 N/m2

40. จากข้อ 39 ถ้าค่ามอดูลัสของยัง (Y) เป็น 2.0 × 10¹¹ N/m² ลวดจะยาวเพิ่มขึ้นเท่าใด

1.   1	2.   1.5
3.    2	4.   3