Problem 5.56
หัวข้อ: ทฤษฎีบทงาน-พลังงานจลน์ (Work-Kinetic Energy Theorem)
ดันวัตถุมวล m กดสปริงเข้าไปจากสมดุลเป็นระยะ ℓ ถ้าสปริงมีค่าคงที่ของสปริง เท่ากับ k เมื่อปล่อยวัตถุ วัตถุได้ถูกสปริงดันให้เคลื่อนที่ขึ้นตามแนวพื้นเอียงซึ่งเอียง ทำมุม θ กับแนวระดับ ดังรูปด้านล่าง ถ้าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างพื้น กับวัตถุเท่ากับ μ วัตถุจะเคลื่อนที่ไปตามพื้นเอียงได้ไกลที่สุดเท่าใด?
คำตอบ
\(\therefore x =\frac{k\ell ^{2}}{2mgsin\theta (1 + \mu \cot \theta )}\;\blacksquare\)
\(\therefore x =\frac{k\ell ^{2}}{2mgsin\theta (1 + \mu \cot \theta )}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
จาก \(\Sigma W = \Delta K\)
\(W_{n}+ W_{g}+ W_{s}+ W_{f}= \Delta K\)
จาก \(u = 0 m/s \to K_{i}= 0\)
และ \(v = 0 m/s \to K_{f}= 0\therefore \Delta K = 0\)
จะได้ \(W_{n}+ W_{g}+ W_{s}+ W_{f}= 0\)
\(0 - mg(y_{f}- y_{i})-\frac{1}{2}k(x_{f}^{2} - x_{i}^{2}) - \mu nx = 0\)
\(-mg(xsin\theta -0)-\frac{1}{2}k(0^{2}-\ell ^{2})-\mu mgxcos\theta =0\)
\(\therefore x =\frac{k\ell ^{2}}{2mgsin\theta (1 + \mu \cot \theta )}\;\blacksquare\)