infist

บทที่ 5 · งานและพลังงาน

Problem 5.87

หัวข้อ: พลังงานศักย์และพลังงานกล (Potential Energy and Mechanical Energy)

วัตถุมวล m ไถลไปบนพื้นราบด้วยอัตราเร็วต้น u ถ้าสัมประสิทธิ์ระหว่างพื้นกับ วัตถุมีค่าไม่คงที่ ดังกราฟด้านล่าง ถ้าวัตถุดังกล่าวเคลื่อนที่ไม่เกินระยะ ℓ วัตถุดัง กล่าวจะเคลื่อนที่เป็นระยะทางเท่าใด? x (m)
รูปประกอบโจทย์ 5.87
รูปประกอบโจทย์ 5.87
รูปประกอบโจทย์ 5.87
รูปประกอบโจทย์ 5.87
รูปประกอบโจทย์ 5.87
ดูวิธีทำ

พิจารณากราฟ f กับ x

f (N)

\(_{2\mu mg}\)

\(_{2\mu mg -}\frac{_{\mu mgx}}{_{\mu mg}^{\ell}}\)

x (m)

\(_{0x\ell}\)

จะได้ \(W_{f}=-\frac{1}{2}(2\mu mg+2\mu mg-\frac{\mu mgx}{\ell})x\)

\(W_{f}=\frac{\mu mgx^{2}}{2\ell}- 2\mu mgx\)

จาก \(\Sigma W_{NC}= \Delta E\)

\(W_{n}+ W_{f}= (K_{f}+ U_{f}) - (K_{i}+ U_{i})\)

\(0 +\frac{\mu mgx^{2}}{2\ell}-2\mu mgx=(0+0)-(\frac{1}{2}mu^{2}+0)\)

\(\mu gx^{2} - 4\mu g\ell x = -\ell u^{2}\)

\(\mu gx^{2} - 4\mu g\ell x + \ell u^{2} = 0\)

\(x =\frac{4\mu g\ell \pm 16\mu ^{2}g^{2}\ell ^{2}-4\mu g\ell u^{2}}{2\mu g}\)

\(x =\frac{4\mu g\ell  \pm  4\mu g\ell 1 -\frac{u^{2}}{4\mu g\ell}}{2\mu g}\)

\(x = 2\ell (1 \pm \sqrt{1 -\frac{u^{2}}{4\mu g\ell}})\)

\(\therefore x = 2\ell (1 -\sqrt{1 -\frac{u^{2}}{4\mu g\ell}})\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ พลังงานศักย์และพลังงานกล (Potential Energy and Mechanical Energy)
5.64 5.65 5.66 5.67 5.68 5.69 5.70 5.71 5.72 5.73 5.74 5.75