โจทย์ฟิสิกส์ ชุดที่ 14

  1. อิเลคตรอนที่สถานะถูกกระตุ้นที่ 3 จะมีความเร็วเป็นกี่เท่าของอิเลคตรอนที่สถานะพื้นฐาน  
  2. อนุภาคชนิดหนึ่งมีมวล $3.2\times 10^{-27}$ กิโลกรัม ประพฤติตัวเป็นคลื่นที่มีพลังงาน 1 เมกะอิเลคตรอนโวลต์ จงหาความยาวคลื่นของอนุภาคนี้  
  3. คาร์บอนอะตอมมวล 12 u เคลื่อนที่ผ่านความต่างศักย์ $2\times 10^3$ โวลต์ ในเครื่องแมสสเปคโตรมิเตอร์เข้าไปในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กขนาด 0.3 เทสล่า ถ้าประจุของคาร์บอนอะตอมเท่ากับ $1.6\times 10^{-19}$ คูลอมบ์ ระยะระหว่างจุดที่คาร์บอนอะตอมเข้าสู่สนามแม่เหล็กและจุดที่ตกกระทบแผ่นฟิล์มมีค่าเท่าใด ถ้าให้ $1u = 1.66\times 10^{-27}$ กิโลกรัม  
  4. ประจุ +q มีมวล m เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v เข้าไปในสนามแม่เหล็ก B และเคลื่อนที่เป็นส่วนโค้งของวงกลมในเวลา t จงหาค่ามุม $\theta$ ที่รองรับส่วนโค้งของวงกลมนี้  
  5. ยิงกระสุนดิ่งขึ้นฟ้า 3 ลูกติดต่อกัน จากตำแหน่งเดียวกัน ด้วยอัตราเร็วต้น 10 เมตรต่อวินาทีเท่ากัน และเว้นช่วงเวลาลูกที่ถัดกัน 1 วินาที อยากทราบว่ากระสุนลูกที่ 2 และ 3 จะสวนกันที่ระยะสูงจากฐานยิงกี่เมตร  
  6. เครื่องบินกำลังบินขึ้นในแนวทำมุม $\tan^{-1}\frac{3}{4}$ กับแนวระดับด้วยอัตราเร็วคงที่ 50 เมตรต่อวินาที ขณะที่บินสูง 200 เมตร จากพื้นดิน นักบินทิ้งวัตถุกล่องหนึ่งลงมา อยากทราบว่าเมื่อวัตถุนั้นตกถึงพื้นดิน เครื่องบินอยู่สูงจากพื้นดินเท่าใด ถ้าเครื่องบินไม่เปลี่ยนทิศทาง  
  7. รถยนต์มวล 900 กิโลกรัม วิ่งมาตามถนนตรงในแนวระดับด้วยอัตราเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ได้ชะลอความเร็วอย่างสม่ำเสมอก่อนถึงทางโค้งราบเป็นเวลา 3 วินาที จึงวิ่งได้อย่างปลอดภัย อยากทราบว่าระยะทางตั้งแต่เริ่มลดความเร็วจนถึงทางโค้งเป็นเท่าใด ถ้าทางโค้งราบนั้นมีรัศมีความโค้ง 150 เมตร และแรงเสียดทานระหว่างยางรถยนต์กับถนนในแนวรัศมีความโค้งเป็น 600 นิวตัน  
  8. วัตถุทรงกลมมวล 400 กรัม อยู่ในสนามแรงโน้มถ่วง g ถูกแขวนไว้แน่นด้วยเส้นด้ายเล็กๆเส้นหนึ่ง ที่ด้านล่างทรงกลมมีเส้นด้ายชนิดเดียวกันผูกติดแน่นอยู่ โดยการพิจารณาแรงที่กระทำต่อทรงกลม จงหาว่าจะต้องกระตุกด้ายเส้นล่างให้ทรงกลมเคลื่อนที่ลงด้วยความเร่งเท่าใด ด้ายเส้นล่างจึงจะมีโอกาสขาดก่อนเส้นด้ายด้านบน กำหนดให้ g = 10 m/s$^2$ และเส้นด้ายมีมวลน้อยมากจนไม่ต้องนำมาคิด  
  9. ลูกเหล็กทรงกลมมวล 1 กิโลกรัม กลิ้งเข้าชนแท่งไม้หนัก 4 กิโลกรัม ที่วางอยู่บนพื้นด้วยความเร็ว 20 เมตรต่อวินาที ถ้าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานระหว่างผิวของแท่งไม้กับพื้นมีค่าเท่ากับ 0.2 หลังจากชนแล้วลูกเหล็กหยุดนิ่งอยู่กับที่ แท่งไม้จะไถลไปได้ไกลเท่าใด  
  10. ขว้างก้อนหินหนัก 0.5 กิโลกรัม ด้วยความเร็ว 10 เมตรต่อวินาที จากหน้าผาที่สูงจากระดับน้ำทะเล 50 เมตร ความเร็วของก้อนหินที่กระทบผิวน้ำมีค่าเท่าใด กำหนดให้ g = 10 m/s$^2$