| 1 |
|
ง) 7/8 g |
|
ใช้กฎของการสลายกัมมันตรังสี
|
n=t/T/1/2=300/100 = 3ช่วง half life
N=No/2n =1/2³ =1/8 กรัม
::มันสลายไป1-1/8=7/8
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 2 |
|
ก) 0.80 eV |
|
เลเซอร์ (อังกฤษ: laser ย่อมาจากคำว่า light amplification by stimulated emission of radiation[1]) ในทางฟิสิกส์ คือ อุปกรณ์ที่ให้กำเนิดลำแสง ที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่รวมกันระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมกับอุณหพลศาสตร์ ซึ่งพลังงานแสงเลเซอร์ สามารถมีคุณสมบัติได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ในการออกแบบ เลเซอร์ส่วนมากจะเป็นลำแสงที่มีขนาดเล็ก มีการเบี่ยงเบนน้อย (low-divergence beam) และสามารถระบุความยาวคลื่นได้ง่าย โดยดูจากสีของเลเซอร์ ถ้าอยู่ในสเป็กตรัมที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (visible spectrum) ซึ่งเลเซอร์นี้อาจกล่าวได้ว่า เป็นการรวมพลังงานแสงที่ส่งออกมาจากหลายความยาวคลื่นเข้าด้วยกัน
|
แต่แบบไหนจะดีที่สุดนั้นต้องพิจารณาถึงหลายๆ อย่างด้วยกัน โดยเลเซอร์กำจัดขนที่ดีควรมีช่วงความยาวของคลื่นที่มากเพียงพอ เพราะช่วงความยาวของคลื่นส่งผลโดยตรงต่อการกำจัดขน หากช่วงความยาวของคลื่นนั้นสูงมากพอจะทำให้คลื่นพลังงานลงลึกไปถึงรากขนได้และสามารถทำลายรากขนได้ดี โดยคลื่นพลังงานเลเซอร์ที่สามารถกำจัดขนได้ดีคือ คลื่นพลังงานเลเซอร์ที่มีช่วงความยาวของคลื่นตั้งแต่ 900 nm ขึ้นไป อย่างเช่น YAG Laser และ Diode เป็นต้น
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 3 |
|
ก) 5,650 ปี |
|
ธาตุกัมมันตรังสีจะสลายตัวและแผรังสี ตลอดเวลา อัตราการสลายตัวของนิวไคลดจะเปน ปฏิภาคโดยตรงกับจํานวนนิวไคลด ซึ่งการสลายตัว ของนิวไคลด์ของธาตุกัมมันตรังสีเป็นปฏิกิริยาอันดับ หนึ่ง(First order reaction)ซึ่งเขียนเป็นสมการทาง
|
อัตราการสลายตัว = − dN dt
α N
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 4 |
|
ข้อ ข. |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 5 |
|
ค) 1, 3 |
|
ของเหลวเป็นสถานะหนึ่งของสสาร มีปริมาตรคงตัวและมีรูปร่างตามภาชนะที่บรรจุ ส่วนก๊าซเป็นอีกสถานะหนึ่งของสสาร มีรูปร่างและปริมาตรไม่คงตัว ขึ้นกับภาชนะที่บรรจุ ทั้งของเหลวและก๊าซสามารถไหลจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้ จึงเรียกของเหลวและก๊าซว่า ของไหล (fluid) สมบัติของของไหลได้แก่ ความหนาแน่น ความดัน ความตึงผิวและความหนืด พฤติกรรมของของไหลทั้งที่อยู่นิ่งและเคลื่อนที่อธิบายได้ด้วยหลักและกฎทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง
|
ความดันของของไหล คือ อัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อวัตถุต่อหน่วยพื้นที่ที่สัมผัสกับของไหล
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 6 |
|
ค) 1,270N |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 7 |
|
ง) 80N |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 8 |
|
ค) H/4 |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 9 |
|
ข้อ จ. |
|
ในวิชาฟิสิกส์ แรงดึง (tension) นั้นคือแรงที่เกิดจากการใช้สายเชือก สายโลหะ สายเคเบิล หรือวัตถุทำนองเดียวกันนี้กระทำกับวัตถุหนึ่งหรือมากกว่านั้น อะไรก็ตามที่สามารถใช้เชือกหรือสายเคเบิลดึง ห้อย พยุง หรือแกว่งล้วนเป็นวัตถุที่มีแรงดึงมากระทำทั้งสิ้น แรงดึงนั้นก็เหมือนแรงทุกประเภทคือสามารถเร่งความเร็วให้เกิดขึ้นแก่วัตถุหรือทำให้มันมีรูปทรงเปลี่ยนไป การสามารถคำนวณหาแรงดึงเป็นทักษะสำคัญไม่เฉพาะแค่ในนักเรียนวิชาฟิสิกส์ แต่ยังรวมไปถึงวิศวกรกับสถาปนิกผู้ซึ่งต้องรู้ว่าแรงดึงในเชือกหรือสายเคเบิลสามารถทนต่อแรงเสียดทานที่เกิดจากน้ำหนักของวัตถุได้แค่ไหนก่อนหย่อนตามหรือขาด จึงจะสามารถสร้างอาคารที่มีความปลอดภัยได้ ดูขั้นตอนที่ 1 เพื่อเรียนรู้ว่าจะคำนวณแรงดึงในระบบฟิสิกส์ทั้งหลายอย่างไร
|
นิยามแรงบนปลายทั้งสองด้านของเชือก. แรงดึงในเชือกนั้นเป็นผลมาจากการใช้แรงดึงเชือกจากปลายด้านใดด้านหนึ่ง อย่างที่ทราบกันว่า แรง = มวล × ความเร่ง โดยการสันนิษฐานว่าเชือกนั้นยืดตึง ความเปลี่ยนแปลงใดๆ ในความเร่งหรือมวลของวัตถุที่เชือกรัดไว้อยู่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดึงในเชือก อย่าลืมว่าความเร่งมีค่าคงตัวเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วง ถึงแม้ระบบจะอยู่ในสภาพนิ่ง ส่วนประกอบของมันก็ยังตกอยู่ใต้แรงนี้ เราสามารถคิดถึงแรงดันในเชือกว่าเป็น T = (m × g) + (m × a) โดยที่ "g" คือความเร่งอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่เชือกรัดไว้และ "a" คือความเร่งอื่นในวัตถุที่เชือกรัดไว้
สำหรับโจทย์ฟิสิกส์ส่วนใหญ่ เราจะตีว่าเชือกนั้นเป็น เชือกอุดมคติ หรือก็คือเชือกหรือสายเคเบิลนั้นบาง ไม่มีมวล และไม่สามารถยืดออกหรือขาดได้
ดังตัวอย่าง สมมติว่าระบบมีตุ้มน้ำหนักแขวนอยู่บนคานไม้ด้วยเชือกเส้นเดียว (ดูรูป) ทั้งตุ้มน้ำหนักและเชือกต่างไม่มีการเคลื่อนไหว ระบบทั้งระบบหยุดนิ่งกับที่ จากตรงนี้เราจึงทราบว่าถ้าจะให้ตุ้มน้ำหนักแขวนไว้ได้อย่างสมดุล แรงดึงจะต้องเท่ากับแรงโน้มถ่วงบนตุ้มน้ำหนัก หรือพูดอีกอย่างก็คือ แรงดึง (Ft) = แรงโน้มถ่วง (Fg) = m × g.
ถ้าให้ตุ้มน้ำหนักหนัก 10 กก. แรงดึงจะ
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 10 |
|
ก) 2.5m |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 11 |
|
ง) 5.5 N |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 12 |
|
ข้อ ข. |
|
หลอดเลือดฝอย (อังกฤษ: capillary) คือ หลอดเลือดที่ขนาดเล็กมากแตกแขนงจากหลอดเลือดใหญ่ไปตามเนื้อเยื่อต่าง ๆ ทั่วร่างกาย มีผนังบาง ประกอบด้วยเซลล์เพียงชั้นเดียวเป็นที่แลกเปลี่ยนแก๊สและสารต่าง ๆ ระหว่างเซลล์กับเลือด[3]
|
ผนังของหลอดเลือดฝอยประกอบด้วยเซลล์เยื่อบุหลอดเลือด (endothelial cell) มาเรียงตัวกันเพียงชั้นเดียว และมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 8-10 ไมโครเมตร เนื่องจากผนังของหลอดเลือดฝอยนั้นมีความบางมาก จึงเป็นทางผ่านเข้าออกของสารต่างๆเช่น น้ำ, แก๊สออกซิเจน, แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ รวมทั้งสารอาหารและของเสียต่างๆระหว่างเลือดกับเนื้อเยื่อหรือเซลล์ที่อยู่ล้อมรอบได้
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 13 |
|
ข้อ ง. |
|
แรงโน้มถ่วง คือแรงที่กระทำระหว่างมวล แรงซึ่งดึงดูดวัตถุรอบข้างเข้าสู่จุดศูนย์กลางของตัวเอง และในจักรวาลแห่งนี้ ทุกวัตถุมีมวล ส่งผลให้ทุกวัตถุมีแรงดึงดูดหรือแรงโน้มถ่วงของตัวเอง ไม่ว่าจะเป็นดวงดาวขนาดใหญ่ในกาแล็กซีหรือร่างกายของเรา
มวลและน้ำหนัก
มวล (Mass) คือ ปริมาณเนื้อสสารทั้งหมดที่ประกอบเป็นวัตถุนั้นๆ ซึ่งไม่ว่าวัตถุชิ้นนั้นจะไปอยู่ในสถานที่ใด มวลจะไม่มีวันเปลี่ยนแปลง มวลมีหน่วยเป็นกิโลกรัม (Kg) แตกต่างจากน้ำหนัก (Weight) ซึ่งเป็นผลของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุนั้นๆ และในทางวิทยาศาสตร์ น้ำหนักมีทิศทางและเป็นปริมาณเวกเตอร์ (Vector) โดยแปรผันตามค่าแรงโน้มถ่วงและมวลของวัตถุ โดยมีหน่วยเป็นนิวตัน (Newton) แตกต่างจากภาษาพูดทั่วไปของเราที่เรียกน้ำหนักเป็นหน่วยกิโลกรัม
|
หากทำการชั่งน้ำหนักตัวบนดวงจันทร์ ย่อมได้ผลที่แตกต่างจากน้ำหนักที่ชั่งบนโลก เพราะแรงโน้มถ่วงบนดาวแต่ละดวงมีค่าไม่เท่ากัน และถ้าเรา มีน้ำหนักราว 100 ปอนด์ (45 กิโลกรัม) บนโลก บนดวงจันทร์เราจะมีน้ำหนักเพียง 17 ปอนด์ (8 กิโลกรัม) นอกจากนี้ บนดาวพุธและดาวอังคารเราจะหนักราว 38 ปอนด์ (17 กิโลกรัม), หนัก 91 ปอนด์ (41 กิโลกรัม) บนดาวศุกร์และดาวยูเรนัส, 253 ปอนด์ (115 กิโลกรัม) บนดาวพฤหัสบดี, 107 ปอนด์ (49 กิโลกรัม) บนดาวเสาร์และ 114 ปอนด์ (52 กิโลกรัม) บนดาวเนปจูน
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 14 |
|
ข้อ ก. |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 15 |
|
ค) 1, 3, 4 |
|
เมื่อเส้นใยกล้ามเนื้อใช้พลังงานจากการสลาย ATP จะมีสารอื่นๆ ที่มันไม่ได้ใช้ประโยชน์เกิดขึ้นด้วย เช่น อะดีโนซีน ไฮโดรเนียมไอออน และคาร์บอนไดออกไซด์ สารเหล่านี้จะถูกขนส่งออกนอกเส้นใยกล้ามเนื้อไปตามหลอดเลือดฝอย ทำให้หลอดเลือดฝอยขยายใหญ่ขึ้น อัตราการไหลของเลือดก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย นอกจากนี้แรงดันเลือดที่สูงกว่าเดิมทำให้ถุงลมในปอดสามารถรับออกซิเจนได้ดีขึ้น
มีการดึงเลือดจากอวัยวะอื่น: ระบบประสาทซิมพาเทติก ส่งสัญญาณไปกระตุ้นให้หลอดเลือดทั่วร่างกายหดตัว แต่หลอดเลือดฝอยที่ไปเลี้ยงกล้ามเนื้อมีการขยายใหญ่ขึ้นเนื่องจากสารต่างๆ ที่เป็นผลิตผลพลอยได้ ทำให้เลือดไปเลี้ยงอวัยวะอื่นที่ไม่สำคัญได้น้อยลง เช่น กระเพาะอาหาร ลำไส้ ไต แต่เลือดจะถูกดึงไปที่กล้ามเนื้อแทน
หัวใจสูบฉีดมากขึ้น: ระบบประสาทซิมพาเทติก ส่งสัญญาณไปกระตุ้นให้หัวใจเต้นด้วยอัตราเร็วขึ้น ทำให้การแลกเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์กับออกซิเจนที่ปอดเกิดได้รวดเร็วกว่าในระยะพัก
หายใจลึกขึ้น ถี่ขึ้น: สารซึ่งเป็นผลผลิตพลอยได้จากการทำงานของกล้ามเนื้อ เช่น กรดแลกติก ไฮโดรเนียมไอออน และคาร์บอนไดออกไซด์ จะไปช่วยกระตุ้นศูนย์การหายใจในสมอง จากนั้นระบบประสาทซิมพาเทติก จะส่งสัญญาณไปกระตุ้นกล้ามเนื้อที่ช่วยในการหายใจให้หายใจอย่างแรงและเร็ว เพื่อเติมออกซิเจนให้เต็มปอด
ฮีโมโกลบินรับออกซิเจนได้มากขึ้น: กรดแลกติก และไฮโดรเนียมไอออน ที่เกิดขึ้นจะทำให้ pH ในเส้นใยกล้ามเนื้อลดต่ำลงกว่าปกติ ทำให้ออกซิเจนที่เกาะอยู่กับฮีโมโกลบินเกาะได้ไม่ดีเท่าที่ควร ออกซิเจนจึงถูกปล่อยออกสู่กล้ามเนื้อได้มากขึ้น
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 16 |
|
จ) 600 mmHg |
|
ใน SI unit ความดันมีหน่วย เป็น ปาสคาล (Pa) หรือ นิวตันต่อตารางเมตร ( ) หรือ กิโลกรัมต่อเมตรต่อวินาทีกำลังสอง ( ) ส่วนความดันในหน่วย มิลลิเมตรปรอท (mmHg) ซึ่ง 760 mmHg = 101325 Pascal หรือ 1 atm = 101325 Pa = 101.325 kPa แต่อย่างไรก็ตามความดันในหน่วย mmHg ไม่ใช่ SI unit แต่ก็อนุโลมให้ใช้ค่าความดันในหน่วย mmHg หรือ ความดันบรรยากาศเป็นหน่วยความดันมาตรฐาน
เราทราบดีอยู่แล้วว่าโลกของเรามีอากาศห่อหุ้มโดยรอบ เมื่อมีอากาศย่อมมีมวล เมื่อมีมวลย่อมมีน้ำหนักกดทับเรา น้ำหนักหรือความดันที่กดทับเราจะมีประมาณเท่าไหร่ ถ้าเราชั่งน้ำหนักของอากาศพื้นที่ 1 ตารางเมตรสูงขึ้นไปจากพื้นดิน จะพบว่า มวลของอากาศ จะมีประมาณ 10000 กิโลกรัมกดลงพื้น1 ตารางเมตรนั้น นับว่าเป็นน้ำหนักที่เยอะมาก แต่เราสามารถทนอยู่ได้อย่างไร อืมน่าคิด ...? แรงกดอากาศไม่ได้มีเฉพาะสถานที่ที่เรายืนอยู่แต่ทุกตารางเมตรบนพื้นโลกก็จะได้รับแรงจากมวลของอากาศเช่นกัน แต่จะได้รับมากหรือน้อยแตกต่างกัน ขึ้นกับว่ามวลของอากาศที่สูงขึ้นไปจากพื้นบริเวณนั้นๆ มีกี่มากน้อย
แรงดันหรือความดันของอากาศที่กระทำต่อพื้นผิวโลกเรียกว่า ความดันบรรยากาศ (atmospheric pressure)
ถ้าเราอยากทราบความดันอากาศที่กระทำต่อเราขณะยืนที่ผิวโลกเป็นเท่าไหร่ จะใช้เครื่องมือใดในการวัด?
เป็นที่ทราบกันดีว่าของเหลวก็มีความดัน ซึ่งความดันของของเหลวขึ้นอยู่กับปัจจัย 3 ประการ คือ ความลึกหรือความสูง ความหนาแน่นของของเหลว และแรงโน้มถ่วงของโลก
เมื่อพิจารณารูปด้านล่าง
ภาชนะ สี่เหลี่ยม บรรจุของเหลวชนิดหนึ่งให้มีความลึก เท่ากับ h หน่วย และความหนาแน่นของของเหลวชนิดนี้ เท่ากับค่าคงที่ค่าหนึ่ง (r) เราจะได้ว่า ความดันที่กระทำต่อผิวด้านล่างของภาชนะ จะเป็นดังสมการ
|
จะพบว่าปรอทที่เป็นของเหลวจะไม่ไหลออกมาจากหลอดแก้วทั้งหมดแต่จะมีปรอทปริมาณหนึ่งไหลออกมาจากหลอดแก้ว ทำให้เกิดมีช่องว่างที่ปลายหลอดแก้วด้านที่ปิดอยู่ ช่องว่างนี้จะเป็นช่องว่างที่เป็นสูญญากาศ (vacuum) ไม่มีอากาศอยู่เลย เหตุผลที่ปรอทในหลอดแก้วไม่ไหลออกมาเป็นเพราะว่ามีแรงอะไรบางอย่างดันปรอทในหลอดเอาไว้ แรงที่ว่านี้ก็คือแรงดันของอากาศจากภายนอกที่ดันปรอทไว้ ซึ่งมาจากมวลอากาศรอบๆนั่นเอง และของเหลวที่มีความสูงย่อมมีแรงดันเช่นกัน ภายในหลอดแก้วก็ยังมีความดันของปรอทที่อยู่ในหลอดแก้วด้วย นั่นแสดงว่า แรงดันจากอากาศที่ดันปรอทในหลอดให้อยู่นิ่งพอดีกับแรงดันของปรอทในหลอดแก้วที่ดันต้านแรงดันจากอากาศ แรงดันนี้พอดีกันกับเมื่อระดับปรอทในหลอดแก้วหยุดเคลื่อนไหว ความสูงของลำปรอทในหลอดแก้ววัดเป็นนิ้วหรือมิลลิเมตร เช่น ความสูงของปรอทเท่ากับ 29.92 นิ้วหรือ 760 มิลลิเมตร เราก็เรียกความดันเท่ากับ 760 mmHg ซึ่งในการทดลองจริงๆ แล้ว เราจะอ่านความสูงของปรอทได้ค่าเป็นเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับความดันของอากาศในเวลานั้น ซึ่งจะส่งผลให้ระดับของเหลวในลำปรอทเปลี่ยนไปด้วย
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 17 |
|
ข) 19 |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 18 |
|
ข) 40 ครั้ง |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 19 |
|
ข้อ ข. |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 20 |
|
ค) 5 m/s |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 21 |
|
จ) 6 m |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 22 |
|
ก) 8.00 cm |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 23 |
|
ค) ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ จะมีความถี่สูงสุด เมื่อผู้ฟังและแหล่งกำเนิดเสียง เคลื่อนที่เข้าหากัน |
|
เนื่อง จากเสียงเป็นคลื่น เสียงจึงแสดงคุณสมบัติการสะท้อนเช่นเดียวกันกับคลื่นนะครับ เมื่อเสียงเคลื่อนที่ชนสิ่งกีดขวาง เคลื่อนที่ถึงผิวรอยต่อของตัวกลาง หรือแม้กระทั่งตัวกลางชนิดเดียวกันแต่อุณหภูมิต่างกัน(มักพบในตัวกลางที่ เป็นอากาศ) จะทำให้เกิดการสะท้อน ซึ่งเป็นไปตามกฎการสะท้อนของคลื่น
|
เงื่อนไขการเกิดการสะท้อน
1. คลื่นเสียงซึ่งเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากเช่น คลื่นเสียงเคลื่อนที่ในอากาศไปชนผิวสะท้อนที่เป็นของแข็ง คลื่นเสียงจะเกิดการสะท้อนโดยคลื่นสะท้อนจะมีเฟสเปลี่ยนไป 180º คล้ายกับการสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือกที่ปลายตรึง
2. คลื่นเสียงซึ่งเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยเช่น การเดินทางของคลื่นเสียงจากน้ำไปยังอากาศ เนื่องจากอากาศมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ คลื่นที่สะท้อนกลับมาในน้ำจะมีเฟสเหมือนเดิม ซึ่งคล้ายกับการสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือกปลายอิสระ
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 24 |
|
ง) 12.0 Hz |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 25 |
|
ข) 50 m/s |
|
|
|
6 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|