บทที่5

งานและพลงั งาน มีอะไรบ้าง สาคญั อย่างไร February 5-8, 2013

การเปลยี่ นรูปของพลงั งาน กบั ชีวติ ประจาวนั February 5-8, 2013

การเปลยี่ นรูปของพลงั งาน กบั ชีวติ ประจาวนั ในบทน้ีจะเนน้ พลงั งานกลเป็ นหลกั February 5-8, 2013

งาน (Work) คือ พลงั งานที่ถ่ายใหว้ ตั ถุซ่ึงทาใหว้ ตั ถุเกิดการเคล่ือนที่ตามแนวแรง หา ไดจ้ ากผลคูณของระยะทางและขนาดของแรงในแนวเดียวกบั การ เคล่ือนท่ี W FS

งาน (Work) พลงั งาน (W) เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น จูล กรณีแรงไม่คงที่คานวณงานไดอ้ ยา่ งไร? กรณีแรงคงท่ี(ท้งั ขนาดและทิศ) และวตั ถุเคล่ือนท่ีเป็นเสน้ ตรง W  F  S  FS cos

ตวั อยา่ งท่ี 1 ชายคนนึงออกแรงยกน้าหนกั 100 kg ข้ึนสูงจากพ้ืน 2 เมตร ดงั รูป เขาตอ้ งทางานกี่จูล

ตวั อยา่ งท่ี 2 จงหางานที่เกิดจากการยกมวล 4 kg ภายใตแ้ รงโนม้ ถ่วง ตาม เส้นทาง A –> D และ A –> B –> C –> D ดงั รูป DC 4m 4m AB แรงอนุรักษ์ คือ………………………………………………………

ตวั อยา่ งท่ี 3 ออกแรงลากรถดงั รูป งานท่ีผชู้ ายในรูปทาไดม้ ีค่าเท่าใด

ตวั อยา่ งท่ี 4 ออกแรงลากรถดงั รูป หากเดก็ และรถลากมีน้าหนกั รวมกนั 40 kg และสัมประสิทธ์ิแรงเสียดทางจลนร์ ะหวา่ งลอ้ กบั พ้ืนมีคา่ 0.05 งานท่ีเขาทาไดม้ ี คา่ เท่าใด งานของแรงเสียดทานมีค่าเท่าใด F = 50 N

ตวั อยา่ งท่ี 5 วตั ถุกอ้ นหน่ึงมวล 2 kgไดร้ ับแรงกระทาจนความเร็วเปล่ียนจาก 10 m/s เป็ น 20 m/s ภายในเวลา 10 วนิ าที จงหางานของแรงน้ี (300 J)

กาลงั (Power) กาลงั (P) คือ อตั ราของการทางาน มีหน่วยเป็น Watt หรือ J/s PW t

กาลงั (Power)

กาลงั (Power) กาลงั (P) คือ อตั ราของการทางาน มีหน่วยเป็น Watt หรือ J/s PW t

ตวั อยา่ งที่ 6 ชายคนนึงออกแรงยกน้าหนกั 100 kg ข้ึนสูงจากพ้ืน 2 เมตร ภายในเวลา 4 วนิ าที ดงั รูป จงหาอตั ราการทางานของเขา

ตวั อยา่ งท่ี 7 วตั ถุกอ้ นหน่ึงมวล 2 kgไดร้ ับแรงกระทาจนความเร็วเปลี่ยนจาก 10 m/s เป็ น 20 m/s ภายในเวลา 10 วนิ าที จงหากาลงั ของแรงน้ี (300 J, 30 Watt)

ตวั อยา่ งท่ี 8 วตั ถุมวล 80 kg มีความเร็วตน้ 10 m/s มีแรง 20 N กระทาในทิศ เดียวกนั กบั แนวการเคล่ือนที่ เป็นเวลา 20 วนิ าที อตั ราการทางานเฉลี่ยใน ช่วงเวลาดงั กล่าวเป็ นเท่าใด (250 Watt)

พลงั งาน (Energy) พลงั งาน (E) มีหน่วยเป็นจูล (J)

พลงั งานกล (Mechanical Energy) พลงั งานกล คือ ผลรวมของพลงั งานจลน์กบั พลงั งานศกั ย์ พลงั งานจลนข์ องการเคลื่อนที่ Ek  1 mv2 2 พลงั งานศกั ยโ์ นม้ ถ่วง Ep  mgh

กฎอนุรักษ์พลงั งาน (the law of conservation of energy) กฎอนุรักษพ์ ลงั งาน ผลรวมพลงั งานของระบบโดดเดี่ยวใดๆ มีค่าคงที่เสมอ นกั ศึกษาแบ่งกลุ่มคน้ หาโจทยเ์ ก่ียวกบั กฎอนุรักษพ์ ลงั งาน นกั ศึกษาและ อาจารยร์ ่วมกนั เฉลยโจทยป์ ัญหา

ยงิ กระสนุ มวล 0.05 kg ดว้ ยความเร็ว 410 m/s พ่งุ ชนแท่งไม้มวล 2 กโิ ลกรมั หลังชนกระสนุ ฝังในเนื้อไม้ แทง่ ไมจ้ ะเหวี่ยงขึ้นสงู จากแนวเดิมเท่าไร (5 เมตร) 2 kg ? 2 kg