Problem 5.57
หัวข้อ: ทฤษฎีบทงาน-พลังงานจลน์ (Work-Kinetic Energy Theorem)
วัตถุมวล m ผูกกับเชือกเบามากยาว L เอียงทำมุม θ กับแนวดิ่ง ถ้าปล่อยวัตถุ ให้แกว่งลงมา ปรากฏว่าที่จุดต่ำสุดวัตถุได้หลุดจากเชือกพอดี และทำให้วัตถุไถล ไปบนพื้นลื่นเข้าชนสปริงซึ่งมีค่าคงที่ของสปริงเท่ากับ k ดังรูปด้านล่าง วัตถุจะกด สปริงเข้าไปเป็นระยะมากทีสุดเท่าใด?
คำตอบ
\(\therefore x =\sqrt{\frac{2mgL(1-\cos \theta )}{k}}\;\blacksquare\)
\(\therefore x =\sqrt{\frac{2mgL(1-\cos \theta )}{k}}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
จาก \(\Sigma W = \Delta K\)
L
\(\theta\)
\(W_{n}+ W_{T}+ W_{g}+ W_{s}= \Delta KLcos\theta\)
L
จาก \(u = 0 m/s \to K_{i}= 0m\)
และ \(v = 0 m/s \to K_{f}= 0\therefore \Delta K = 0\)
จะได้ \(W_{n}+ W_{T}+ W_{g}+ W_{s}= 0\)
\(0 + 0 - mg(y_{f}- y_{i})-\frac{1}{2}k(x_{f}^{2} - x_{i}^{2}) = 0\)
\(-mg(0-L(1-\cos \theta ))-\frac{1}{2}k(x^{2}-0^{2})=0\)
\(\therefore x =\sqrt{\frac{2mgL(1-\cos \theta )}{k}}\;\blacksquare\)