โจทย์ฟิสิกส์ ชุดที่ 5

  1. ในการต้มน้ำในกาอลูมิเนียมมีปริมาตร 1 ลิตร กามีมวล 0.5 กิโลกรัมและไม่ปิดฝา ถ้าใช้เตาไฟฟ้า ซึ่งให้ความร้อนแก่กาได้ 60% ปรากฏว่าหลังจากต้มอยู่นาน 5 นาที น้ำซึ่งเดิมมีอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เดือดแล้วและเหลือในกา 0.8 ลิตร อยากทราบว่าเตาไฟฟ้ามีกำลังเท่าใด ถ้าให้ความจุความร้อนจำเพาะของอลูมิเนียมเท่ากับ 0.9$\times$10$^3$ จูลต่อกิโลกรัมเคลวิน และความร้อนแฝงจำเพาะของน้ำเท่ากับ 2.2$\times$10$^3$ จูลต่อกิโลกรัม  
  2. ทรงกลมตัวนำ 2 ลูก ลูกที่หนึ่งรัศมี 10 เซนติเมตร มีประจุไฟฟ้า Q ส่วนลูกที่สองรัศมี 5 เซนติเมตร มีประจุเป็นกลาง เมื่อนำทรงกลมทั้งสองมาแตะกันแล้วแยกออก อัตราส่วนของประจุลูกที่หนึ่งต่อประจุบนลูกที่สองเป็นเท่าใด  
  3. เตาไฟฟ้าเครื่องหนึ่งใช้กับไฟฟ้า 220 โวลต์ ใช้กำลังเป็น 6 เท่าของกำลังที่ใช้ โดยหลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งซึ่งใช้กับไฟฟ้า 110 โวลต์ ความต้านทานของเตาไฟฟ้าจะเป็นกี่เท่าของความต้านทานของหลอดไฟฟ้า  
  4. ในการทดลองโดยใช้ถาดคลื่นพบว่าความเร็วของคลื่นในน้ำลึกเป็น 2 เท่าของความเร็วในน้ำตื้น ถ้าจะทำให้เกิดการสะท้อนกลับหมด คลื่นจะต้องตั้งต้นเคลื่อนที่จากบริเวณใดและมีมุมวิกฤตเท่าใด  
  5. ถ้ากระตุ้นที่ปลายเชือกเส้นหนึ่งให้มีการขจัดเป็นฟังก์ชั่นรูปไซน์ แอมปลิจูด A จะเกิดคลื่นเคลื่อนที่ไปทางแกนบวก X ถ้าคลื่นไม่เกิดการลดขนาด ณ จุด ซึ่งอยู่ห่างปลายเชือกเป็นระยะ 5 เท่าของความยาวคลื่น จะมีการขจัดเป็นเท่าใด และเคลื่อนที่ไปแล้วกี่รอบหลังจากที่ได้เริ่มกระตุ้นให้ปลายเชือกเคลื่อนที่ไปทางบวกแล้วเป็นเวลา $7\frac{1}{4}$ คาบ  
  6. ลวดยาว 100 เซนติเมตร ขึงให้ตึงที่ปลายเชือกทั้ง 2 ข้าง ดีดตรงกลางจะเกิดเสียงบีตส์ที่มีความถี่ 4 ครั้งต่อวินาทีกับส้อมเสียงอันหนึ่ง และเมื่อเปลี่ยนความยาวของลวดเป็น 102 เซนติเมตร โดยไม่เปลี่ยนความตึง จะเกิดความถี่ 4 ครั้งต่อวินาทีกับส้อมเสียงอันเดิมอีก จงหาความเร็วของคลื่นในเส้นลวด  
  7. แสงที่มีความยาวคลื่น 5$\times$10$^{-7}$ เมตร ส่องกระทบสลิตคู่แคบๆซึ่งมีระยะห่างระหว่างสลิต 1 มิลลิเมตร ระยะห่างระหว่างแถบสว่างจากการแทรกสอดที่เกิดขึ้นบนฉากซึ่งอยู่ห่างจากสลิตเป็นระยะ 2 เมตร จะเป็นเท่าใด  
  8. ดินสอยาว 30 เซนติเมตร วางไว้ตามแนวแกนหน้ากระจกซึ่งมีรัศมีความโค้ง 60 เซนติเมตร โดยให้ปลายใกล้อยู่ที่จุดศูนย์กลางของความโค้งของกระจก ภาพที่เกิดจะมีความยาวเท่าใด  
  9. ในการทดลองวัดสนามแม่เหล็กที่ศูนย์กลางของขดลวดโซลินอยด์ โดยการวัดแรงที่กระทำต่อลวดที่มีกระแสไฟฟ้า ถ้าส่วนของลวดที่ตั้งฉากกับสนามยาว 15 มิลลิเมตร มีแรงกระทำ 12$\times$10$^{-3}$ นิวตัน เมื่อมีกระแสผ่าน 4.0 แอมแปร์ สนามแม่เหล็กจะมีค่ากี่เทสล่า  
  10. ไฮโดรเจนที่สถานะพื้นฐาน (ground state) ดูดกลืนโฟตอนซึ่งมีพลังงาน 20 eV แล้วแตกตัวเป็นอิออน อยากทราบว่าพลังงานจลน์ของอิเลคตรอนที่หลุดออกมามีค่าเท่าใด