โจทย์ฟิสิกส์ ชุดที่ 15

  1. วัตถุตกจากโต้ะสูง 80 เซนติเมตร ลงไปบนสปริงที่ตั้งอยู่ในแนวดิ่ง ค่านิจสปริง 2100 นิวตัน/เมตร ความยาวสปริงปกติ 24 เซนติเมตร แต่ถูกวัตถุทำให้ลดลงเหลือความยาวต่ำสุด 10 เซนติเมตร ก่อนที่วัตถุจะหยุด มวลของวัตถุนี้มีค่าเท่าใด  
  2. มวล 10 กิโลกรัม วางอยู่บนพื้นเอียงทำมุม 30 องศากับแนวราบ ถ้าสัมประสิทธิ์ของเรงเสียดทานระหว่างผิวของวัตถุกับพื้นเอียงมีค่าเท่ากับ 0.2 จงหางานในการนำมวลนี้ขึ้นไปตามพื้นเอียงระยะทาง 5 เมตร กำหนดให้ g = 10 m/s$^2$  
  3. ลูกปืนมวล 3 กรัม มีความเร็ว 700 เมตรต่อวินาที วิ่งทะลุผ่านแท่งไม้มวล 600 กรัม เกิดการดลทำให้แท่งไม้มีความเร็ว 2 เมตรต่อวินาที จงหาความเร็วของลูกปืนหลังทะลุผ่าน  
  4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วยเติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียสลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลนถ้วยแก้วกระดาษจนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานความร้อนที่เปลวเทียนถ่ายเทให้มีค่าเท่าใด กำหนดให้ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ เท่ากับ 4.18 กิโลจูลต่อน้ำ 1 กิโลกรัม ต่อเคลวิน  
  5. เรือลากจูงลำหนึ่ง ลากเรือพ่วง 5 ลำ แต่ละลำบรรทุกทรายเต็มลำมีน้ำหนักรวมลำละ 50 ตัน แรงเสียดทานระหว่างเรือพ่วงกับน้ำลำละ 1 ตัน เชือกที่โยงกับเรือพ่วงลำแรกกับเรือลากจูงมีขนาดพื้นที่หน้าตัดเท่าใด จึงจะพอลากเรือทั้ง 5 ลำให้เคลื่อนที่ไปตามลำน้ำด้วยความเร็วสม่ำเสมอ ถ้าให้เชือกมีความเค้น $5\times 10^8$ N/m$^2$  
  6. กระแสไฟฟ้าสูงสุดของกัลวานอร์มิเตอร์มีค่า 50 ไมโครแอมแปร์ เมื่อนำความต้านทาน 119000 โอห์มมาต่ออนุกรม กัลวานอมิเตอร์สามารถวัดความต่างศักย์สูงสุดได้ 6 โวลต์ ถ้าต้องการดัดแปลงกัลวานอร์มิเตอร์นี้เป็นแอมมิเตอร์ เพื่อให้วัดกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 50 มิลลิแอมแปร์ จะต้องใช้ความต้านทานกี่โอห์มมาต่อกับกัลวานอมิเตอร์ และต่อในลักษณะใด  
  7. วงจรไฟฟ้าหนึ่งประกอบด้วยแบตเตอรี่ที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า $E$ โวลต์ และไม่มีความต้านทานภายใน และความต้านทาน 2 ตัวขนาด $R$ โอห์ม และ $4R$ โอห์ม ถ้าให้ $P_1$ เป็นกำลังที่เสียไปที่ความต้านทาน $R$ เมื่อความต้านทานทั้งสองต่อกันแบบอนุกรม และ $P_2$ เป็นกำลังที่เสียไปที่ความต้านทาน $R$ เมื่อความต้านทานทั้งสองต่อกันแบบขนาน จะหาอัตราส่วน $P_1 : P_2$  
  8. เซลไฟฟ้า 4 ตัวต่างมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า E โวล์ต และความต้านทานภายใน r โอห์ม เท่ากัน นำเซลไฟฟ้านี้ไปต่อเป็นวงจรกับความต้านทานภายนอก R พบว่าเมื่อต่อเซลไฟฟ้าอย่างขนานให้กระแสไฟฟ้าผ่านความต้านทาน R เป็น 1.5 เท่าของกระแสไฟฟ้าเมื่อต่อเซลไฟฟ้าอย่างอนุกรม จงหาความต้านทานภายในมีค่ากี่โอห์ม  
  9. กาต้มน้ำไฟฟ้าใบหนึ่ง ใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 โวลต์ เพื่อใช้ต้มน้ำ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ให้เดือดในเวลา 3 นาที อยากทราบว่า ถ้าใช้กาต้มน้ำใบนี้กับความต่างศักย์ไฟฟ้า 110 โวลต์ ในการต้มน้ำปริมาตรเท่าเดิม น้ำจะเดือดภายในกี่นาที  
  10. ขดลวดตัวนำวงกลมรัศมี 10 เซนติเมตร วางอยู่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ 4 เทสล่า จงหาค่าฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดเมื่อระนาบของขดลวดทำมุม $\frac{\pi}{6}$ เรเดียนกับสนามแม่เหล็ก