โจทย์ฟิสิกส์ ชุดที่ 3

  1. ถ้าอัตราเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลของก๊าซนีออนที่อุณหภูมิ 10 ∘C เท่ากับ 200 เมตร/วินาที เมื่ออุณหภูมิของก๊าซนี้สูงขึ้นเป็น 859 ∘C อัตราเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลของก๊าซนี้จะเป็นเท่าใด  
  2. หม้อต้มน้ำไฟฟ้าอันหนึ่งให้พลังงานความร้อนในอัตรา 420 วัตต์ เมื่อนำไปต้มน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิ 25 ∘C ถ้าน้ำรับพลังงานความร้อนได้เพียง 25% จะต้องใช้เวลานานเท่าใดในการต้มน้ำให้มีอุณหภูมิ 100 ∘C กำหนดให้ค่าความจุความร้อนของน้ำเท่ากับ 4200 จูล/กิโลกรัม-เคลวิน  
  3. ในวงจรที่แสดงโวลต์มิเตอร์มีความต้านทาน 1000 โอห์ม แอมมิเตอร์มีความต้านทาน 0.1 โอห์ม เซลมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 10 โวลต์ และความต้านทานภายใน 9 โอห์ม ความต้านทาน R มีค่าจริง 100 โอห์ม จงหาค่าความต้านทาน R ที่คำนวณได้จากการวัด และกำลังไฟฟ้าที่ความต้านทาน R ใช้ มีค่าเท่าใด  
  4. ขดลวดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งมีจำนวนรอบหนึ่งรอบ และพื้นที่ 100 ตารางเซนติเมตรขดหนึ่ง ถูกหมุนอยู่ในสนามแม่เหล็กซึ่งมีค่า 10−4 เทสล่า โดยแกนหมุนอยู่ในแนวตั้งฉากกับสนามมีความเร็วเชิงมุม π เรเดียนต่อวินาที จงหาว่าที่เวลา 1/6 วินาที หลังจากที่ระนาบของขดลวดอยู่ในแนวขนานกับสนามจะมีโมเมนต์ที่เกิดจากแรงของสนามแม่เหล็กกระทำต่อขดลวดมีค่าเท่าใด ถ้ามีกระแสไหลผ่านขดลวด 2 แอมแปร์  
  5. คลื่นดลลูกหนึ่งบนผิวน้ำเคลื่อนที่แผ่ออกไปจากจุดๆหนึ่งเป็นแนววงกลม โดยเริ่มที่เวลา t=0 สมมติว่าพลังงานรวมของคลื่นมีค่าคงที่และขึ้นอยู่โดยตรงกับกำลังสองของแอมปลิจูด และกับความยาว 2πR ของสันคลื่น เราสามารถแสดงได้ว่าแอมปลิจูดของคลื่นดลลูกนี้แปรกับเวลาแบบ tn จงหาค่าของตัว n นี้  
  6. คลื่นเสียงอันหนึ่งในอากาศวิ่งจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง T1 เข้าสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า คือ T2 โดยมีมุมตกกระทบเท่ากับ θ1 และมุมหักเหเท่ากับ θ2 จงหาค่าอัตราส่วนระหว่าง sin⁡θ1 กับ sin⁡θ2 กำหนดให้ว่า T1 = 1.0201T2 องศาเคลวิน  
  7. ถ้าแสงจากแหล่งกำเนิดแสงอันหนึ่งประกอบด้วยคลื่นแสงสองความยาวคลื่น ซึ่งมีอัตราส่วนของความยาวคลื่นเป็น 1.2 จงคำนวณหาค่า n สำหรับคลื่นอันที่ยาวกว่าว่าต้องมีค่าเท่าใด ที่จะทำให้ตำแหน่งของแถบสว่างของภาพที่เกิดจากการแทรกสอดของคลื่นนี้ทับกับตำแหน่งของแถบสว่างของคลื่นอันที่สั้นกว่าพอดี ในการทดลองเกี่ยวกับเกรตติ้ง ให้ตอบเพียงค่า n ที่เล็กที่สุดเพียงค่าเดียว โดย n คือตัวเลขบอกลำดับของแถบสว่าง  
  8. แมลงตัวหนึ่งบินหนีในแนวเส้นตรงด้วยความเร็ว 0.1 เมตรต่อวินาที จากคนคนหนึ่งซึ่งยืนในที่โล่ง อยากทราบว่าคนคนนั้นจะได้ยินเสียงการบินของแมลงนั้นอยู่ได้นานกี่วินาที ถ้ากำหนดให้ว่าอัตราที่พลังงานเสียงที่แมลงนั้นส่งออกมาในขณะที่บินมีค่าเท่ากับ 4π×10−12 วัตต์ ทั้งนี้กำหนดให้ด้วยว่าเสียงที่เบาที่สุดที่มนุษย์อาจได้ยินได้มีความเข้มเป็น 10−12 วัตต์ต่อตารางเมตร  
  9. วางวัตถุอันหนึ่งหน้ากระจกโค้งซึ่งมีความยาวโฟกัสเท่ากับ 20 เซนติเมตร ปรากฏว่าได้ภาพเสมือนโดยมีกำลังขยายเท่ากับ 0.1 จงหาระยะวัตถุ  
  10. กล้องถ่ายรูปอันหนึ่งใช้เลนส์ซึ่งมีความยาวโฟกัส 50 มิลลิเมตร ถ้าต้องการถ่ายรูปชายคนหนึ่งสูง 175 เซนติเมตร โดยต้องการให้ได้ขนาดของภาพบนฟิล์มเท่ากับ 35 มิลลิเมตร อยากทราบว่าชายผู้นี้ควรยืนห่างจากกล้องถ่ายรูปเป็นระยะเท่าใด