ถามฟิสิกส์เรื่องแรงเสียดทานครับ

[START]

กล่องหนัก 20 กิโลกรัม พลัดตกลงมาจากรถซึ่งกำลังแล่นด้วยอัตราเร็ว 30 เมตรต่อวินาที ถ้ากล่องใบนั้นไถลไปตามพื้นถนนได้ไกล 40 เมตร จึงหยุดนิ่ง แรงเสียดทานระหว่างกล่องกับพื้นถนนเป็นกี่นิวตัน(ขออธิบายวิธีทำโจทย์ด้วยนะครับ)

[sattawat1979]

วิธีคิด

กล่องนี้ตกจากรถที่แล่นด้วยความเร็ว 30 m/s ดังนั้นกล่องจะมีความเร็ว 30 m/s ตอนที่ตกด้วย

จากสมการความเร็ว v^2 = u^ 2 + 2as

เมื่อกล่องหยุดดังนั้น v = 0 , u = 30 m/s , s = 40 m

แทนค่า 0 = 900 + 80a

ดังนั้น a = -11.25 m/s^2

กล่องเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง -11.25 m/s^2

จากกฏของนิวตัน F = ma , กล่องถูกแรงเสียดทานกระทำ = 11.25 x 20 = 225 N

[peadayter]

ถ้าคิด ใน วิธีกฏอนุรักษ์พลังงาน W = f x s และ W = m*g*h + (1/2)*m*v^2

โดย mgh คือ พลังงานศักย์ (1/2)*m*v^2 คือพลังงานจลน์ ในทีีนี้ ไม่มีความสูง หรือพลังงานศักย์เลย mgh จึงเป็น 0

ดังนั้น W = (1/2)*20*30^2

จะได้ W = 9000 J

และเอาไปแทน ในสมการ W = f x s โดย s = 40 เมตร

F = 9000/40 >>> F = 225 N

[sattawat1979]

วิธีคิดที่สอง (เพิ่งคิดได้เมื่อกี้)

จากกฏการอนุรักษ์พลังงาน , จากสมการพลังงานจลน์ = 1/2 x m x v^2

เมื่อกล่องเคลื่อนที่ตอนแรกจะมีพลังงานจลน์ = 1/2 x (20) x (30)^2 = 9000 จูล

เมื่อกล่องเคลื่อนที่ไปจนหยุดนิ่ง แสดงว่าพลังงานทั้งหมดถูกเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานความร้อนเนื่องจากแรงเสียดทาน

ดังนั้น จะได้ว่า พลังงานจลน์ = งานเนื่องจากแรงเสียดทาน

9000 = F * S , S = 40 m

ดังนั้นแรงเสียดทาน F = 9000/40 = 225 N


เป็นไงคำตอบเท่ากันเป๊ะ

ถ้าคิด ใน วิธีกฏอนุรักษ์พลังงาน W = f x s และ W = m*g*h + (1/2)*m*v^2

โดย mgh คือ พลังงานศักย์ (1/2)*m*v^2 คือพลังงานจลน์ ในทีีนี้ ไม่มีความสูง หรือพลังงานศักย์เลย mgh จึงเป็น 0

ดังนั้น W = (1/2)*20*30^2

จะได้ W = 9000 J

และเอาไปแทน ในสมการ W = f x s โดย s = 40 เมตร

F = 9000/40 >>> F = 225 N

วิธีเดียวกันเลย

[START]

ถ้าคิด ใน วิธีกฏอนุรักษ์พลังงาน W = f x s และ W = m*g*h + (1/2)*m*v^2

โดย mgh คือ พลังงานศักย์ (1/2)*m*v^2 คือพลังงานจลน์ ในทีีนี้ ไม่มีความสูง หรือพลังงานศักย์เลย mgh จึงเป็น 0

ดังนั้น W = (1/2)*20*30^2

จะได้ W = 9000 J

และเอาไปแทน ในสมการ W = f x s โดย s = 40 เมตร

F = 9000/40 >>> F = 225 N

แล้วไม่เอาแรงที่ทำให้มันเคลื่อนที่ไปลบกับแรงเสียดทานหรอครับ

[sattawat1979]

แล้วไม่เอาแรงที่ทำให้มันเคลื่อนที่ไปลบกับแรงเสียดทานหรอครับ

ทำแบบนั้นไม่ได้ครับ เพราะในขณะที่กล่องตกจากรถ จะไม่มีแรงใดๆกระทำกับกล่องอีกแล้ว ดังนั้น F = 0

แรงที่กระทำกับกล่องที่ทำให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า คงมีแต่แรงดลในช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้นครับ มันเอามาลบกับแรงเสียดทานไม่ได้

[START]

ทำแบบนั้นไม่ได้ครับ เพราะในขณะที่กล่องตกจากรถ จะไม่มีแรงใดๆกระทำกับกล่องอีกแล้ว ดังนั้น F = 0

แรงที่กระทำกับกล่องที่ทำให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า คงมีแต่แรงดลในช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้นครับ มันเอามาลบกับแรงเสียดทานไม่ได้

ขอบคุณมากนะครับ