จลนศาสตร์: แบบฝึกหัดแสดงความคิดเห็นและแก้ไข

THE จลนศาสตร์ เป็นสาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาการเคลื่อนไหวโดยไม่พิจารณาถึงสาเหตุของการเคลื่อนไหวนี้

ในสาขานี้ เราศึกษาการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงที่สม่ำเสมอเป็นหลัก การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงที่เร่งอย่างสม่ำเสมอ และการเคลื่อนที่เป็นวงกลมที่สม่ำเสมอ

ใช้ประโยชน์จากคำถามที่แสดงความคิดเห็นเพื่อขจัดข้อสงสัยทั้งหมดของคุณเกี่ยวกับเนื้อหานี้

แก้ไขแบบฝึกหัด

คำถามที่ 1

(IFPR - 2018) ยานพาหนะเดินทางด้วยความเร็ว 108 กม./ชม. บนทางหลวง โดยความเร็วสูงสุดที่อนุญาตคือ 110 กม./ชม. โดยการแตะที่โทรศัพท์มือถือของคนขับ เขาจึงเบี่ยงเบนความสนใจไปที่โทรศัพท์โดยไม่รู้ตัวเป็นเวลา 4 วินาที ระยะทางที่รถครอบคลุมในช่วง 4 วินาทีที่เคลื่อนที่โดยที่คนขับไม่สนใจ หน่วยเป็น m เท่ากับ:

ก) 132.
ข) 146.
ค) 168.
ง) 120.

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: ง) 120

เมื่อพิจารณาว่าความเร็วของรถคงที่ในช่วง 4 วินาที เราจะใช้สมการรายชั่วโมงของการเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอ นั่นคือ:

y = y₀ + vt

ก่อนเปลี่ยนค่า เราต้องแปลงหน่วยความเร็วจาก km/h เป็น m/s เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้หารด้วย 3.6:

v = 108: 3.6 = 30 ม./วินาที

การแทนที่ค่า เราพบว่า:

y - y₀ = 30. 4 = 120 m

ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ see: การเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ

คำถาม2

(PUC/SP - 2018) ผ่านถุงมือลดขนาด PVC ซึ่งจะเป็นส่วนหนึ่งของท่อ น้ำ 180 ลิตรจะผ่านไปต่อนาที เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของปลอกนี้คือ 100 มม. สำหรับช่องเติมน้ำและ 60 มม. สำหรับช่องจ่ายน้ำ

กำหนดความเร็วโดยประมาณที่น้ำออกจากถุงมือนี้ หน่วยเป็น m/s

ก) 0.8
ข) 1.1
ค) 1.8
ง) 4.1

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) 1.1

เราสามารถคำนวณการไหลในไปป์ไลน์ได้โดยการหารปริมาตรของของเหลวตามเวลา อย่างไรก็ตาม เราต้องโอนหน่วยไปยังระบบการวัดระหว่างประเทศ

ดังนั้น เราจะต้องแปลงนาทีเป็นวินาที และลิตรเป็นลูกบาศก์เมตร สำหรับสิ่งนี้ เราจะใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

• 1 นาที = 60 วิ
• 1 ลิตร = 1 dm³ = 0.001 m³⇒ 180 l = 0.18 m³

ตอนนี้เราสามารถคำนวณการไหล (Z):

ในการหาค่าความเร็วของน้ำที่ไหลออกมา ให้ใช้ข้อเท็จจริงที่ว่า การไหลเท่ากับพื้นที่ของท่อคูณด้วยความเร็ว กล่าวคือ

ซี = เอ วี

ในการคำนวณนี้ เราต้องทราบค่าพื้นที่ส่งออกก่อน และเพื่อที่เราจะใช้สูตรสำหรับพื้นที่ของวงกลม:

A = π R²

เรารู้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเอาต์พุตเท่ากับ 60 มม. ดังนั้นรัศมีจะเท่ากับ 30 มม. = 0.03 ม. เมื่อพิจารณาค่าโดยประมาณของ π = 3.1 และแทนที่ค่าเหล่านี้ เรามี:

ก=3.1. (0,03)² = 0.00279 m²

ตอนนี้ เราสามารถหาค่าความเร็วได้โดยการแทนที่ค่าการไหลและพื้นที่:

ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ see: สูตรฟิสิกส์

คำถาม 3

(PUC/RJ - 2017) จากพื้นดิน ลูกบอลถูกปล่อยในแนวตั้งด้วยความเร็ว v และสูงถึงความสูงสูงสุด h หากความเร็วการโยนเพิ่มขึ้น 3v ความสูงสุดท้ายสูงสุดใหม่ที่ลูกบอลไปถึงจะเป็น: (ละเลยแรงต้านของอากาศ)

ก) 2 ชั่วโมง
ข) 4 ชั่วโมง
ค) 8.00 น.
ง) 9 โมงเช้า
จ) 16 ชม

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: e) 16h

ความสูงที่ลูกบอลไปถึงสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการ Torricelli เช่น:

วี² = วี₀² - 2.g.h

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นลบเมื่อลูกบอลกำลังสูงขึ้น นอกจากนี้ความเร็วเมื่อลูกบอลถึงความสูงสูงสุดจะเท่ากับศูนย์

ดังนั้น ในสถานการณ์แรก ค่าของ h จะพบได้โดยทำดังนี้

ในสถานการณ์ที่สอง ความเร็วเพิ่มขึ้น 3v นั่นคือความเร็วในการเปิดตัวถูกเปลี่ยนเป็น:

วี₂ = วี + 3v = 4v

ดังนั้น ในสถานการณ์ที่สอง ความสูงที่ลูกบอลไปถึงจะเป็น:

ทางเลือก: จ) 16h

ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ see: การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอ

คำถาม 4

(UECE - 2016 - ระยะที่ 2) พิจารณาก้อนหินที่ตกอย่างอิสระและเด็กบนม้าหมุนที่หมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ เรื่องการเคลื่อนตัวของหินและลูกนั้นถูกต้องแล้ว

ก) ความเร่งของหินแปรผันและเด็กหมุนด้วยความเร่งเป็นศูนย์
b) หินตกลงมาด้วยความเร่งเป็นศูนย์และเด็กหมุนด้วยความเร่งคงที่
c) ความเร่งทั้งสองเป็นศูนย์
d) ทั้งคู่ได้รับความเร่งโมดูลัสคงที่

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: d) ทั้งคู่มีการเร่งความเร็วแบบโมดูโลคงที่

ทั้งความเร็วและความเร่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ กล่าวคือ มีลักษณะเป็นขนาด ทิศทาง และทิศทาง

เพื่อให้ปริมาณของประเภทนี้ได้รับการเปลี่ยนแปลง จำเป็นต้องมีแอตทริบิวต์เหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งรายการที่ได้รับการปรับเปลี่ยน

เมื่อร่างกายตกอย่างอิสระ โมดูลความเร็วจะแปรผันอย่างสม่ำเสมอ โดยมีความเร่งคงที่เท่ากับ 9.8 m/s² (ความเร่งของแรงโน้มถ่วง).

ในวงล้อ โมดูลความเร็วจะคงที่ อย่างไรก็ตาม ทิศทางของมันจะแปรผัน ในกรณีนี้ ร่างกายจะมีอัตราเร่งคงที่และชี้ไปที่ศูนย์กลางของเส้นทางวงกลม (centripetal)

ดูด้วย: แบบฝึกหัดเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวแบบวงกลมสม่ำเสมอ

คำถาม 5

(UFLA - 2016) ก้อนหินถูกขว้างขึ้นไปในแนวตั้ง ขณะที่มันกำลังเพิ่มขึ้น the
ก) ความเร็วลดลงและความเร่งลดลง
b) ความเร็วลดลงและความเร่งเพิ่มขึ้น
c) ความเร็วคงที่และความเร่งลดลง
d) ความเร็วลดลงและความเร่งคงที่

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: d) ความเร็วลดลงและความเร่งคงที่

เมื่อร่างกายถูกปล่อยขึ้นไปในแนวตั้งใกล้กับพื้นผิวโลก ร่างกายจะได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง

แรงนี้ทำให้ค่าความเร่งคงที่ของโมดูลัสเท่ากับ 9.8 m/s²ทิศทางแนวตั้งและทิศทางลง ด้วยวิธีนี้ โมดูลความเร็วจะลดลงจนกว่าจะถึงค่าเท่ากับศูนย์

คำถาม 6

(UFLA - 2016) ตัวเลขที่ปรับขนาดแสดงเวกเตอร์การกระจัดของมดซึ่งออกจากจุด I ถึงจุด F หลังจาก 3 นาที 20 วินาที โมดูลัสของเวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของมดในเส้นทางนี้คือ:

ก) 0.15 ซม./วินาที
ข) 0.25 ซม./วินาที
ค) 0.30 ซม./วินาที
ง) 0.50 ซม./วินาที

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) 0.25 ซม./วินาที

โมดูลัสของเวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยหาได้จากการคำนวณอัตราส่วนระหว่างโมดูลัสของเวกเตอร์การกระจัดกับเวลา

ในการหาเวกเตอร์การเคลื่อนที่ เราต้องเชื่อมต่อจุดเริ่มต้นกับจุดสิ้นสุดของวิถีของมด ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง:

โปรดทราบว่าสามารถหาโมดูลัสของมันได้โดยการทำทฤษฎีบทพีทาโกรัส เนื่องจากความยาวของเวกเตอร์เท่ากับด้านตรงข้ามมุมฉากของสามเหลี่ยมที่ระบุ

ก่อนที่เราจะพบความเร็ว เราต้องแปลงเวลาจากนาทีเป็นวินาที ด้วย 1 นาที เท่ากับ 60 วินาที เรามี:

เสื้อ = 3 60 + 20 = 180 + 20 = 200 วินาที

ตอนนี้ เราสามารถหาโมดูลความเร็วได้โดยทำดังนี้

ดูด้วย: จลนศาสตร์

คำถามที่ 7

(IFMG - 2016) เนื่องจากอุบัติเหตุร้ายแรงที่เกิดขึ้นในเขื่อนแร่ ซึ่งคลื่นลูกแรกของหางแร่เหล่านี้ได้บุกเข้าไปในแอ่งอุทกศาสตร์อย่างรวดเร็ว การคาดคะเนขนาดของคลื่นลูกนี้มีความยาว 20 กม. แอ่งอุทกศาสตร์ที่ทอดยาวในเขตเมืองนี้มีความยาวประมาณ 25 กม. สมมติว่าในกรณีนี้ความเร็วเฉลี่ยที่คลื่นผ่านช่องทางแม่น้ำคือ 0.25 m/s เวลารวมของคลื่นผ่านเมือง นับจากการมาถึงของคลื่นในเขตเมือง คือ ใน:

ก) 10 ชั่วโมง
ข) 50 ชั่วโมง
ค) 80 ชั่วโมง
ง) 20 ชั่วโมง

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) 50 ชั่วโมง

ระยะทางที่คลื่นครอบคลุมจะเท่ากับ 45 กม. นั่นคือการวัดส่วนขยาย (20 กม.) บวกส่วนต่อขยายของเมือง (25 กม.)

ในการหาเวลาผ่านทั้งหมด เราจะใช้สูตรความเร็วเฉลี่ยดังนี้:

อย่างไรก็ตาม ก่อนเปลี่ยนค่า เราต้องแปลงหน่วยความเร็วเป็น km/h ดังนั้น ผลลัพธ์ที่พบสำหรับเวลาจะเป็นชั่วโมง ตามที่ระบุในตัวเลือก

ทำให้การเปลี่ยนแปลงนี้เรามี:

วี_ม = 0,25. 3.6 = 0.9 กม./ชม.

แทนค่าในสูตรความเร็วเฉลี่ย เราพบว่า:

คำถาม 8

(UFLA - 2015) ฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ซับซ้อน โดยที่หลายแง่มุมยังไม่ทราบ ลักษณะหนึ่งเหล่านี้ซึ่งแทบจะมองไม่เห็นเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการขยายพันธุ์การปลดปล่อย การปลดปล่อยจากเมฆสู่พื้นดินเริ่มต้นในกระบวนการไอออไนเซชันของอากาศจากฐานของเมฆและแพร่กระจายเป็นระยะที่เรียกว่าขั้นตอนต่อเนื่องกัน กล้องเฟรมต่อวินาทีความเร็วสูงระบุ 8 ขั้นตอน แต่ละ 50 ม. สำหรับการคายประจุเฉพาะ พร้อมการบันทึกช่วงเวลา 5.0 x 10^-4 วินาทีต่อก้าว ความเร็วเฉลี่ยของการแพร่กระจายของการปลดปล่อยในระยะเริ่มแรกนี้เรียกว่าผู้นำแบบก้าวเป็น
ก) 1.0 x 10^-4 นางสาว
ข) 1.0 x 10⁵ นางสาว
ค) 8.0 x 10⁵ นางสาว
ง) 8.0 x 10^-4 นางสาว

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) 1.0 x 10⁵ นางสาว

จะพบความเร็วการแพร่กระจายเฉลี่ยโดยทำ:

ในการหาค่าของ Δs ก็แค่คูณ 8 คูณ 50 ม. เนื่องจากมี 8 ขั้นตอนโดยแต่ละขั้นตอนมี 50 ม. ดังนั้น:

Δs = 50 8 = 400 ม.

เนื่องจากช่วงเวลาระหว่างแต่ละขั้นตอนคือ 5.0 10^-4 s สำหรับ 8 ขั้นตอน เวลาจะเท่ากับ:

เสื้อ = 8 5,0. 10^-4 = 40. 10^-4 = 4. 10^-3 ส

คุณอาจสนใจ:

• สมการทอร์ริเชลลี
• สูตรจลนศาสตร์
• การเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอ
• การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ
• การเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ - แบบฝึกหัด
• แบบฝึกหัดความเร็วเฉลี่ย