infist

บทที่ 6 · โมเมนตัมและการชน

Problem 6.39

หัวข้อ: การอนุรักษ์โมเมนตัม (Conservation of Momentum)

มนุษย์โดยเฉลี่ยมีมวลประมาณ 70 kg โดยเฉลี่ยในการผายลมแต่ละครั้งของมนุษย์ จะปล่อยมวลออกมาประมาณ 111×10⁻⁶ kg และมีขนาดความเร็วเฉลี่ยประมาณ 0.0034 m/s ถ้ามองว่ามนุษย์นั่งอยู่นิ่งๆ ในขณะที่ทำการผายลม และประมาณ ว่ามวลทั้งหมดที่ถูกผายลมออกมาเคลื่อนที่ลงในแนวดิ่ง ในการผายลมแต่ละครั้งโดย เฉลี่ยจะทำให้มนุษย์ลอยขึ้นจากพื้นได้สูงที่สุดเป็นระยะประมาณเท่าใด?
คำตอบ
\(s \approx 1.5\times 10^{-18} m \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

ĵ

กำหนดให้ \(M = 70 kg, m = 111\times 10^{-6} kg\) และ \(v = -0.0034 m/s\)

หาความเร็วของมนุษย์หลังจากทำการผายลม

จาก \(Σ\vec{p}_{f}= \Sigma \vec{p}_{i}\)

\(m\vec{v} + (M - m)\vec{V} = M(0)\)

\(\vec{V} = -\frac{m\vec{v}}{M - m}\)

ĵ

\(\vec{V} = 5.4\times 10^{-9} m/s\)

พิจารณาการเคลื่อนที่แบบตกอย่างอิสระ

\(\vec{u} = 5.4\times 10^{-9} m/s, \vec{v} = 0 m/s\) และ \(\vec{a} = -9.80 m/s^{2}\)

จาก \(v^{2} = u^{2} + 2\vec{a}\cdot \vec{s}\)

\(s =\frac{v^{2} - u^{2}}{2\vec{a}}\)

\(s \approx 1.5\times 10^{-18} m \;\blacksquare\)

เพิ่มเติม : เนื่องจากระยะที่มนุษย์เคลื่อนที่ขึ้นไปนั้นมีขนาดน้อยกว่าขนาดของอะตอม

\((∽10^{-10} m)\) การผายลมจึงไม่มีนัยสำคัญมากพอที่จะทำให้มนุษย์เคลื่อนที่บนโลกได้

โจทย์อื่นในหัวข้อ การอนุรักษ์โมเมนตัม (Conservation of Momentum)
6.26 6.27 6.28 6.29 6.30 6.31 6.32 6.33 6.34 6.35 6.36 6.37