|
โจทย์ฟิสิกส์ลูกเล่นท้าทาย
โพสต์เมื่อ:
01:37 วันที่ 17 ก.ย. 2550 ชมแล้ว:
19,112
ตอบแล้ว:
49
วิชาการ.คอม > ครูอาจารย์
วิชาการ.คอม > วิทยาศาสตร์ > ฟิสิกส์ วิชาการ.คอม > วิทยาศาสตร์ > ฟิสิกส์ > นักฟิสิกส์
โจทย์ฟิสิกส์ลูกเล่นท้าทาย-1
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() เยี่ยมเลยครับ จากความสัมพันธ์ระหว่างความสูงกับความดันบรรยากาศ(หน่วยเป็นมิลลิบาร์) ดอยอินทนนท์จะมีความสูงไม่เกิน 8 กม. ความดันบรรยากาศน่าจะอยู่ในช่วง 400- 800 มิลลิบาร์ เพราะข้อมูลไม่เพียงพอ แต่พอบอกได้ว่าจะวัดยังไง ขั้นแรกคือ เป่าลูกโป่ง แล้ววัดอุณหภูมิของลูกโป่ง (อนุมานว่าลูกโป่งนั้นมีอุณหภูมิเท่ากับอากาศภายในลูกโป่ง) หาปริมาตรลูกโป่ง(ถ้าไม่มีความรู้เรื่องอินทิเกรต ใช้ความรู้เรื่องทรงกลมหรือทรงรีหาค่านี้) มัดให้แน่น วัดปริมาตรและอุณหภูมิทั้งที่อยู่บนจุดอ้างอิง และบนดอย มาเทียบกัน หากจะหาความดันที่จุดอ้างอิง ให้ใช้กฎแก๊สอุดมคติ (ตีความว่า ในลมที่เป่าไปนี้มีแต่CO2 [P1V1]/T1=[P2V2]/T2 เมื่อ P1 เป็นความดันที่จุดอ้างอิง และP2เป็นความดันบนดอย ก็จะทราบค่าความดันดังกล่าว เราวัดผลต่างของความดัน แล้วหาความสูงโดยมาเทียบกับกราฟมาตรฐาน แล้วใช้ทฤษฎีบทปีทาโกรัสแก้ปัญหานี้ครับผม ขออนุญาตถามนะครับว่า หากเราไม่มีกราฟมาตรฐาน แล้วเราจะสามารถหาความสูงนี้ได้อย่างไรครับ >>>>>>>>>คำตอบของคุณ ศรีปิงเวียง ส่งมาร่วมครับ รบกวนถามอาจารย์หน่อยครับว่า ผมเคยเห็นอยู่ในกระทู้นึง ที่อาจารย์ถามว่า ทำไมเป่าลม(ทำปากเล็กๆ)ใส่มือแล้วถึงรู้สึกเย็น แต่ถ้าทำปากกว้างๆจะรู้สึกร้อน ที่ผมคิดว่าคือมองปากเป็น nozzle เมื่อความเร็วขาออกมันมากๆ ก็จะได้ว่าอุณหภูมิขาออกมันก็น่าจะน้อยลง แต่ผมลองคิดเป็นตัวเลขแล้วอุณหภูมิมันแทบไม่ต่างเลยครับ ผมเลยลองคิดเป็นตัวเลขเล่นๆดู (คือจริงๆจะเอาไปทำรายงานส่งอาจารย์พอดีหน่ะครับ) คิดเป็นระบบ control volume, steady state stedy flow ตั้งข้อสันนิษฐานว่า อากาศเป็น ideal gas, ขาเข้านะครับ พื้นที่หน้าตัด 4 cm^2 (เป็นพื้นที่หน้าตัดของหลอดลมครับ) อุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้อง(ตอนสูดอากาศเข้าปอด) 298 K และความดันขาเข้าเป็น 200 kPa (อันนี้ยกเมฆเลยครับ) แล้วให้ขาออก พื้นที่หน้าตัด 0.2 cm^2 , ความดัน 101 kPa (ความดันบรรยากาศ) และความเร็วของอากาศที่ไหลออกคือ 5 m/s จากนั้นผมก็ใช้ 1st law สำหรับ control volume, steady state stedy flow สุดท้ายจะได้เป็น -cp (T2-T1) = 1/2000 (vel2^2-vel1^2) ซึ่งถ้าจะให้อุณหภูมิมันต่างกันซัก 1 K ก็ต้องให้ กำลังสองของความเร็ว ขาเข้ากับขาออกมันต่างกัน 2000 (m/s^2)^2 แหนะครับ ซึ่งคิดๆดูแล้วปากไม่น่าจะเป่าได้ขนาดนั้น แล้วก็ ถ้าใช้ตัวเลขที่ผมสมมติขึ้นมา แล้วคำนวณหา T2 นะครับ มันได้อยู่ที่ 297.988 K ครับ แทบไม่ต่างกันเลย หรือว่าจริงๆแล้วที่เรารู้สึกเย็นเพราะอากาศที่เป่ามันทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนแบบ convection ครับ เพราะผมดูแล้วค่า thermal conductivity ของอากาศมันนิดเดียวเอง แต่ถ้าเป็น convective heat transfer coefficient นี่มันะเยอะขึ้นหลายเท่าเชียว ข้อ1.น่าจะเป็นBรึเปล่าครับ เพราะอากาศน่าจะเป็นฉนวนมากกว่าพื้น แต่ถ้าเกิดถ้าถ่ายเทความร้อนเมื่อlimของเวลาเข้าใกล้0แล้ววัดทันที lim temAจะเท่ากับlim temB ข้อ2. เจ้าตัวอ้วนน่าจะมากกว่า ถ้ามองโดยตัดมวลหนอนเป็นสองส่วน c.m.ของตัวสองน่าจะขึ้นไปสูงกว่าทำให้ได้งานมากกว่า อีกทั้งมันได้เปรียบตรงที่มันอ้วนทำให้มีความหนา ทำให้สูงกว่า ณ จุดสูงสุด ถ้าไม่คิดความหนา ณ จุดสูงสุดหนอนตัวบางจะได้งาน (a+5)mg โดยที่ aคือความสูงจากพื้นของปลายด้านหนึ่งของหนอน 5คือความยาวหนอนมาถึงc.m. ส่วนตัวหนาจะได้ (a+5+2.5)mg ข้อ3.ขี้เกียจวาดอ่ะครับ น่าจะใช้ตัวต้านทาน2ตัวที่มีความต้านทานเท่ากันแล้วให้ที่วัดวัดจากความต้านทานตัวเดียว มั้ง ข้อ4.ทำไม่เป็นครับคิดว่าต้องใช้สูตรความหนืดรึเปล่าครับ จำสูตรความหนืดไม่ได้อ่า ข้อ5. ก.มีน้ำช่วยพยุงลดแรงเสียดทานมั้งแล้วมีไรอีก -*- ข.อธิบายโดยสมการของyoung modulus=(F/A)(deltaL/L) ถ้าเกินค่าyoungเชือกจะขาด เพราะฉะนั้นLยิ่งเยอะยิ่งดี :) ข้อ6.ไม่รู้จะทำยังไงครับ ผิดตรงไหนชี้แนะทีครับ :) คุณ Grunt มีส่วนถูกอยู่มาก แต่ก็ยังไม่เต็มที่ ท่านอื่นมีความคิดเห็นอย่างไรครับ ![]() ของเราได้อย่างงี้ อ่ะ ความต้านทานตัวบน คือ 6 โอห์ม ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน 12 โอห์ม ที่ขนานกัน 2 ตัว ดังรูป (รูปไม่ค่อยสวยเลยอ่ะนะ - -) รูปสวยดีแล้วครับ ตัวต้านทานต่อขนานกันเรารวมเป็นตัวได้คือ 6 โอห์ม คือใช้ ตัวต้านทานมีค่าเท่ากันต่อกัน 2 ตัวนั่นเอง เหมือนอย่างที่คุณ Grunt ตอบมานั่นแหละครับ ถูกต้องแล้ว ลองช่วยกันคิดข้ออื่นต่อครับ เกือบได้แล้ว ใน คห. 8 ผมลองไปถามเพื่อนมาละครับ เค้าบอกว่ามาจาก convection มากกว่า ความเห็นที่ ๔ หรือ คำถามข้อ ๕ เรื่องเรือเล็กลากเรือใหญ่ ก. เรือใหญ่มีความเฉี่อย (inertia) สูงเพราะมวลมาก เรือเล็กต้องใช้แรงมากเฉพาะตอนแรกที่เริ่มจูงเพื่อเอาชะนะ inertia แต่เมื่อเรือใหญ่เริ่มเคลื่อนที่แล้ว inertia จะช่วยให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยความเร็วคงที่ ทิศทางคงที่(กฎของ Newton ข้อ ๑ ใช่ไหมครับ? ลืมไปแล้ว) อาศัยแรงเรือเล็กแค่เอาชะนะความต้านทานของน้ำ (ในกรณีนี้จะเห็นว่าเรือพ่วงใหญ่และมากลำก็จริงแต่ไม่ได้บรรทุกอะไรเพราะลอยอยู่สูง ความต้านทานของน้ำจะน้อยกว่าถ้าเรือพ่วงกินน้ำลึก) อีกประการคือเรือลากจะเล็กหรือใหญ่ไม่สำคัญเท่ากำลังเครื่องยนตร์กับขนาดใบจักร์ (ยกเว้นเรือเล็กกับใบจักร์ใหญ่เครื่องกำลังมากเกินไปจน torque สูงถึงขนาดพลิกให้เรือลากคว่ำ) ข. โดยเหตุที่เรื่อพ่วงมี inertia มากมาย เวลาเลี้ยวจะต้องเลี้ยววงกว้าง การเปลี่ยนทิศทางจะได้อาศัยแรงที่กระทำต่อทิศทางน้อยลงหน่อย เรือพ่วงเล็กๆก็สามารถทำให้ค่อยๆเปลี่ยนทิศทางได้ ดังนั้นต้องใช้เชือกจูงยาวๆ มี mechanical advantage (ภาษาไทย?) มากกว่าเชือกสั้นๆ ขอบคุณ คุณหมอมากครับที่แวะเวียนมาเยี่ยมในกระทู้นี้ สำหรับคำตอบในข้อ 5 ที่เขียนมานี้ถูกต้องแล้วครับ อีกประการหนึ่งในการใช้เชือกยาวๆ ก็คือ เมื่อถึงที่หมายแล้ว ไม่ใช่ว่าจะหยุดได้ง่ายๆเหมือนรถยนต์ที่มีเบรค ถ้ายุดทันทีต้องใช้แรงมากมหาศาลเพราะความเฉื่อยมาก โมเมนตัมมีค่ามาก ถ้าจะให้เรือหยุดในเวลาสั้นๆ โมเมนตัมต้องเป็นศูนย์ (ความเร็วเป็นศูนย์)ในเวลาสั้น อัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม เท่ากับแรง ถ้าเวลาสั้นๆ แรงมหาศาล ถ้าเป็นรถยนต์เราก็อาศัยเบรคได้ ดังนั้นเพื่อให้สะดวกก็อาศัยกระแสน้ำช่วยต้านทานการเคลื่อนที่ซึ่งต้องใช้เวลาสักหน่อย ด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้เชือกยาวๆ ความจริงเรื่องนี้เป็นเรื่องพื้นๆ ที่ใช้ความรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในระดับ ม.4 เท่านั้น แต่ประเด็นที่ผมอยากชี้ให้เห็นก็คือ การเรียนการสอนบ้านเรามักเน้นทำโจทย์จากคลังข้อสอบ ไม่ได้มองหาวิธีแก้ปัญหาจากของจริงในชีวิตประจำวัน ถ้าใครมีประเด็นปัญหาลักษณะนี้ ที่ยกเอามาจากเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน ขอความกรุณานำมาร่วมสนุก ช่วยกันคิดนะครับ ขอบคุณครับ เรื่องของสัมพันธ์ของ ความสูง ต่อ ความดัน มีตัวอย่างมาเล่า หลายปีมาแล้วผมเห่อเลี้ยงปลาคาร์พญี่ปุ่น ไปเจอฟาร์มเลี้ยงที่บางกะปิมีให้เลือกมากมาย สีสวยมาก ราคาดีกว่าเมืองนอก เลยตกลงใจซื้อเพราะอ่านดูพบว่าที่เก็บสัมภาระ (cargo compartment) ของเครื่อง Boeing-747 เขาเพิ่มความดันอากาศให้เหมือนกับอยู่ระดับ ๘๐๐๐ฟุต (๒๒๐๐ เมตร) เหมือนกับในเคบินผู้โดยสาร ผู้จัดการฟาร์มบอกว่าถ้าเตรียมให้ดีส่งไปนอกได้ ถามผมว่ากว่าถึงบ้านนานเท่าไหร่ ผมบอก ๒๖ ชม. เขาบอกว่าได้ ใช้ถุงใหญ่ๆ ใส่น้ำน้อยๆ อ๊อกซิเจนต์มากๆ ไปได้ วันไป เครื่องออก ๖ โมงเช้า ตีสี่ผมไปที่ฟาร์ม เขาpack ให้อย่างดี ใช้ถุงพลาสติคสามชั้น ใส่ในกล่องกระดาษหนาๆขนาดประมาณ ๔๐ x ๔๐ x ๘๐ ซม. มีน้ำน้อยเพียงพอท่วมเหงือกปลา (สามตัว แต่ละตัวยาวประมาณ ๒๐ -๒๕ ซม.) เขาใส่ออกซิเจนต์จนถุงเป่ง ผมบอกว่าไม่ได้ แบบนี้ถุงระเบิดแน่ เขาเลยลดความดันลงหน่อย ลงจากเครื่องที่ Dallas หลังจากเดินทางราว ๒๐ ชม.ได้ ตอนรอกระเป๋าเห็นกระเป๋าคนอื่นมีรอยเปียกน้ำเลยใจหาย นึกว่าน้ำคงรั่วออกหมดแล้ว หิ้วกล่องไปด่านศุลกากรไม่ได้ยินเสียงปลาเลย นึกว่าคงตายหมดแล้ว แทบร้องไห้ อีกสักพักถึงได้ยินกับรู้สึกปลาดิ้นอยู่เลยค่อยสบายใจ ที่ปลาไม่เคลื่อนไหวเลยเพราะอากาศใน cargo compartment เขาปรับไว้เพียงสูงกว่า ๐ องศา ซ.หน่อยเดียว ปลาเลยมี metabolism ต่ำ ไม่เคลื่อนไหว ดีอย่างคือ ไม่ใช้ออกซิเจนต์มากเหมือนถ้าดิ้นไปดิ้นมา ต้องขึ้นเครื่องบินอีกทอด พนักงานถามว่าในกล่องมีอะไร ผมบอกว่าปลาเป็นๆ แต่แถมพูดโพล่งไปหน่อยว่าอยู่ในน้ำกับออกซิเจนต์ พอเขาได้ยินคำว่าออกซิเจนต์เท่านั้นตื่นเต้นเลย บอกว่าเอาขึ้นเครื่องไม่ได้เพระออกซิเจนต์ไวไฟ (แกคงหลับตอนเรียนเคมีเรื่องคุณสมบัติของออกซิเจนต์) เลยต้องเถียงกันว่าออกซิเจนต์ไม่ไวไฟเพียงแต่ช่วยให้ไฟลุก ในที่สุดต้องขอให้เขาเรียก supervisor มา คนนี้ไม่ได้หลับตอนเรียน เขาเลยยอมให้ขึ้นเครื่อง มาถึงบ้านเรียบร้อยดี เที่ยวนี้ยังไม่เข็ด เที่ยวหลังขนปลากลับไปอีก ไปถึง San Francisco ปลาทำท่าไม่ดี น้ำสกปรกมาก ต้องไปห้องน้ำชายที่อยู่นอกลู่นอกทาง เทน้ำในถุงทิ้งเกือบหมด ตักน้ำจากถังเก็บน้ำส้วม (ไม่ใช่น้ำในส้วม) ใส่แทน ไม่กล้าใช้น้ำปะปาสดๆเพราะมีคลอรีน จะเป็นพิษแก่ปลา คิดว่าน้ำในถังถ้าค้างวันคงคลอรีนน้อย แล้วต้องไปสถานีปฐมพยาบาลที่สนามบิน บอกเขาว่าต้องการออกซิเจนต์ เขาบอกว่าให้ไม่ได้ ต้องเสียเงิน ถามว่าสักเท่าไหร่ เขาว่า ๕ เหรียญเป็นยังไง เราเข้าตาจนก็ต้องยอมไม่อยากต่อรอง โชคดีที่ไม่มีคนไข้นั่งอยู่เพราะเติมออกซิเจนต์เข้าถุงแล้ว เหม็นคาวปลาคลุ้งไปหมด เลยไม่เสียดายเงิน หลังจากนั้นแล้วเลิกขนปลาไปนอก ขอโทษด้วย ฝอยเพลินไปหน่อย ขอบคุณครับ สนุกดี หากมีเรื่องสนุกอีก เชิญมาเล่าสู่กันฟังประดับความรู้ครับ แวะมาอีกรอบ เอาโจทย์มาแถมให้ดร.แขชนะ ไม่รู้ว่าจะท้าทายหรือเปล่านะครับ แต่เป็นคำถามที่พบได้ในชีวิตประจำวัน 1. ผมมีถังน้ำอยู่ใบหนึ่ง ทีแรกก็เก็บน้ำได้ดี นานนานเข้า ก็พบว่ามีน้ำรั่ว ตรวจดูพบว่ามีรูเล็ก ๆ เป็นตามดอยู่ที่ก้นถัง ก็ไม่ได้แก้ไขอย่างไร เพียงใส่น้ำครึ่งถัง น้ำก็ไม่ได้ออกมาจากรูที่ก้นถังอีกทั้งที่รูก็ยังมีอยู่ ทำไม่น้ำเต็มถังถึงรั่วซึม แต่ครึ่งถังไม่ 2. แต่ก่อน ผมมีอาชีพเป็นคนซักผ้า(เดี๋ยวนี้ยกให้เป็นหน้าที่เครื่องซักผ้าไปแล้ว) เพื่อไม่ให้งานซักผ้าหนักแรงเกินไป เราก็จะแช่ผ้ากันก่อนสักคืนหนึ่ง เวลาแช่ผ้าก็ต้องระวังไม่ให้มีชายผ้าห้อยลงมาข้างนอกกาละมัง ไม่งั้นน้ำจะไหลออกมาทางชายผ้าเรื่อย ๆ ทำไมน้ำไหลออกมาตามผ้าได้ 3. ซักผ้าเป็นอาชีพหลักของผมจริง ๆ ผมจึงพบเหตุการณ์เกี่ยวกับการซักผ้าได้มาก บางครั้ง ผ้าที่สกปรกมากหรือที่เรียกว่ามีคราบสกปรกฝังใน ผงซักฝอกสมัยก่อนไม่มีพลังขจัดคราบเหมือนผงซักฟอกสมัยนี้ เราจะใช้การต้มผ้าเพื่อช่วยให้ซักผ้าได้ง่ายขึ้น ทำไมการต้มจึงช่วยให้ผ้าสะอาดขจัดคราบสกปรกฝังในเส้นใยของเนื้อผ้าได้ แตกประเด็นในข้อ 2 ของ อ.นิรันดร์ ถ้าจำเป็นจะต้อง"ไปหลายวัน" ไม่มีใครรดน้ำไม้กระถางให้ ก็ใส่น้ำในถังน้ำแล้ววางไว้ให้สูงกว่ากระถาง ถ้ามีสายยางเส้นเล็กๆ หรือใหญ่ก็ได้แต่มีที่บังคับให้น้ำหยด ก็ดีสินะ ทำกาลักน้ำเสียเลย แต่ถ้าหาวัสดุดังกล่าวไม่ได้ก็ใช้ผ้าขี้ริ้วนี่แหละครับฉีกเป็นแถบยาวๆแล้วบิดให้กลมเป็นเกลียวจุ่มลงในถังน้ำ อีกปลายหนึ่งวางไว้ที่โคนต้นไม้ในกระถาง ก่อนไปก็สังเกตด้วยนะครับว่า จะใช้ผ้าขนาดใดน้ำจึงจะไหลมาก-น้อยพอดีกับระยะเวลาที่จากบ้านไป อ้อ ! ระวังด้วนนะครับ พอกลับมา ต้นไม้สดชื่นออกดอกสลอน แต่เครื่องเพชร หลวงพ่อเลี่ยมทอง หายเกลี้ยง |
ขอบคุณผู้สนับสนุนHot Links |
Copyright© 2000-2007, Vcharkarn.Com. All rights reserved.
|
คลิ๊กเพื่อดูสถิติ รับรองและสนับสนุนโดย |
![]() สสวท. |
![]() มูลนิธิ พสวท. |
![]() พสวท. |