เฉลย ฟิสิกส์ ม.4 บทที่ 4 การเคลื่อนที่ แบบ ต่างๆ

เตรียมกระดาษและดินสอให้พร้อม เราจะมาตะลุยโจทย์ฟิสิกส์ เรื่องการเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวราบกัน ใครที่กำลังเตรียมตัวสอบ PAT 2 หรือ O-NET ฟิสิกส์ ลองทำโจทย์เรื่องนี้ให้แม่น ๆ คะแนนดีอยุ่ไม่ไกลเกินเอื้อมแน่นอน 

หากเพื่อน ๆ อยากทำโจทย์ฟิสิกส์อีกเยอะ ๆ ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน StartDee เลย มีเฉลยพร้อมทุกข้อเลยนะ

1. พิจารณาข้อความต่อไปนี้

ก. เวลาที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ 1 รอบ เรียกว่า ความถี่

ข. ตัวแปรที่ที่บ่งบอกถึงจำนวนรอบต่อเวลา มีหน่วยเป็น เฮิรตซ์

ข้อใดถูกต้อง

1. ข้อ ก และ ข ถูก
2. ข้อ ก ถูก และ ข้อ ข ผิด
3. ข้อ ก ผิด และ ข้อ ข ถูก
4. ข้อ ก และ ข ผิด

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ C

คำอธิบายเฉลย

ข้อ ก ผิด เพราะเวลาที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ 1 รอบ เรียกคาบ

ข้อ ข ถูก เพราะตัวแปรที่บ่งบอกถึงจำนวนรอบต่อเวลา คือ ความถี่ มีหน่วยเป็น รอบต่อวินาที หรือเฮิรตซ์

ดังนั้น ข้อ ผิด และ ข้อ ข ถูก

2. เมื่อวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมด้วยอัตราเร็วคงตัว รัศมีในการเคลื่อนที่มีค่า 2 เมตร และเวลาในการเคลื่อนที่ 1 รอบ มีค่าเป็น 3.14 วินาที อัตราเร็วเชิงเส้น และอัตราเร็วเชิงมุมมีค่าเท่าใด ตามลำดับ

1. 2 m/s, 4 rad/s
2. 4 m/s, 2 rad/s
3. 4 m/s, 8 rad/s
4. 8 m/s, 12 rad/s

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ B

คำอธิบายเฉลย

โจทย์กำหนด R = 2 m, T = 3.14 s

จาก

ดังนั้นอัตราเร็วเชิงเส้นมีค่า 4 m/s และอัตราเร็วเชิงมุมมีค่า 2 rad/s

3. เมื่อวัตถุมวล 0.5 กิโลกรัม เคลื่อนที่แบบวงกลมด้วยอัตราเร็ว 4 เมตรต่อวินาที และมีรัศมีการเคลื่อนที่แบบวงกลมเท่ากับ 2 เมตร ค่าของความเร่งเข้าสู่ศูนย์กลาง และแรงเข้าสู่ศูนย์กลางมีค่าเท่าใด (ตามลำดับ)

1. 8 m/s2, 4 N
2. 4 m/s2, 8 N
3. 10 m/s2, 5 N
4. 5 m/s2, 10 N

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ A

คำอธิบายเฉลย

โจทย์กำหนด

m = 0.5 kg

v = 4 m/s

R = 2 m

ดังนั้นความเร่งเข้าสู่ศูนย์กลางมีค่า 8 m/s2และแรงเข้าสู่ศูนย์กลางมีค่า 4 นิวตัน

4. ชิงช้าสวรรค์หมุนด้วยอัตรา 12 รอบต่อนาที ถ้าจับเวลาที่ชิงช้าสวรรค์หมุนครบ 1 รอบ จะได้เวลากี่วินาที

1. 5
2. 10
3. 15
4. 20

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ A

5. กล่องใบหนึ่งวางอยู่บนโต๊ะที่หมุนรอบแนวดิ่งได้ ห่างจากกึ่งกลางของโต๊ะเป็นระยะ R เมื่อโต๊ะหมุนด้วยอัตราเร็วค่าหนึ่งและไม่ทำให้กล่องร่วงลงไป เมื่อพื้นโต๊ะกับกล่องใบนี้มีความฝืด ข้อใดคือแรงเข้าสู่ศูนย์กลางของการเคลื่อนที่แบบวงกลมของกล่องใบนี้

1. แรงปฏิกิริยาที่โต๊ะกระทำกับกล่อง
2. น้ำหนักของกล่อง
3. แรงเสียดทานสถิตระหว่างกล่องกับพื้นโต๊ะ
4. แรงตึงเชือก

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ C

คำอธิบายเฉลย

จากรูป

จะได้ว่า แรงเข้าสู่ศูนย์กลาง คือ แรงเสียดทานสถิตระหว่างกล่องกับพื้นโต๊ะ

6. จานใบหนึ่งวางอยู่บนโต๊ะที่หมุนได้ห่างจากกึ่งกลางโต๊ะเป็นระยะ 0.5 เมตร เมื่อโต๊ะหมุนด้วยอัตราค่าหนึ่ง  จงหาอัตราเร็วสูงสุดของจานที่อยู่บนโต๊ะที่กำลังหมุนและไม่ร่วงตกลงมา กำหนดให้สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตระหว่างจานกับพื้นโต๊ะมีค่าเป็น 0.1

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ B

คำอธิบายเฉลย

7. จากรูป เป็นการเคลื่อนที่แบบวงกลม ข้อใดคืออัตราเร็วสูงสุดของการเคลื่อนที่นี้ เมื่อวัตถุมีมวลเป็น m และรัศมีการเคลื่อนที่เป็น R

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ D

คำอธิบายเฉลย

จากรูป

พิจารณาแกน x จะได้ว่า

8. จากรูป เมื่อลูกบอลวิ่งเป็นวงกลมในแนวราบรอบถังภายในรูปครึ่งทรงกลมที่ตำแหน่ง ดังรูป ข้อใดคือแรงเข้าสู่ศูนย์กลาง เมื่อถังรูปครึ่งทรงกลมมีรัศมีเป็น R

1. น้ำหนัก
2. แรงปฏิกิริยาที่ผนังของถังกระทำต่อรถ
3. แรงเสียดทานสถิต
4. แรงตึงเชือก

เฉลย : คำตอบที่ถูกคือข้อ B

คำอธิบายเฉลย

จากรูป ลูกบอลที่อยู่ระดับกึ่งกลางของทรงกลม ทำให้แรงปฏิกิริยาอยู่ในแนวราบพอดี จะได้ว่าแรงปฏิกิริยาที่ผนังของถังกระทำกับรถ (N) คือ แรงเข้าสู่ศูนย์กลาง