แนวข้อสอบพื้นฐานวิศวกรรมศาสตร์
1. เมื่อแสงเดินทางจากอากาศไปกระทบแก้ว ผิวเรียบทำมุม 50° กับผิวแก้ว ดังรูป ส่วนหนึ่งของแสงจะสะท้อน และอีกส่วนหนึ่งจะหักเหเข้าไปในแก้ว มุมที่ลำแสงสะท้อนกระทำกับลำแสงหักเหจะอยู่ในช่วงใด
ก. น้อยกว่า 40° ค. ระหว่าง 50° กับ 100°
ข. ระหว่าง 40° กับ 50° ง. ระหว่าง 100° กับ 140°
ตอบ ง. ระหว่าง 100° กับ 140°
|
เมื่อแสงตกกระทบผิวมุมตกกระทบจะหมายถึงมุมที่รังสีแสงกระทำกับเส้นปกติ
\ มุมตกกระทบ q1 = 90°-50° = 40°
แสงสะท้อนจะมีมุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ = 40°
หรือแสงสะท้อนทำมุมกับผิว = 50°
ส่วนการหักเห การเดินทางจากอากาศไปสู่แก้ว จะเป็นการเดินทางจากตัวกลางดัชนี
หักเหน้อยไปสู่ตัวกลาง ดัชนีหักเหมาก (nแก้ว มากกว่า nอากาศ เสมอ)
\ มุมหักเหจะน้อยกว่ามุมตกกระทบ (q2 < q1)
\ แสงหักเหจะมีมุมหักเหน้อยกว่า 40° หรือแสงหักเหจะทำมุมกับผิวมากกว่า 50°
\ มุมระหว่างแสงสะท้อนกับแสงหักเหจึงมากกว่า 100° แต่ไม่ถึง 140°
2. กล้องถ่ายรูปอันหนึ่ง มีระยะเลื่อนของเลนส์เข้า-ออกได้ 1 เซนติเมตร ถ้ากล้องนี้ใช้
ถ่ายรูป ได้ไกลสุดที่ระยะอนันต์ และใกล้สุด ที่ระยะ 30 เซนติเมตร จงหาค่าความยาว
โฟกัสของเลนส์ที่ใช้
ก. 5 เซนติเมตร ค. 10 เซนติเมตร
ข. 6 เซนติเมตร ง. 30 เซนติเมตร
ตอบ ก. 5 เซนติเมตร
สมมติความยาวโฟกัสเป็น f เมื่อถ่ายภาพที่ระยะอนันต์จะเกิดภาพที่จุดโฟกัส แสดงว่าขณะนี้
ระยะภาพ = f เมื่อถ่ายภาพใกล้เข้ามาต้องเลื่อนเลนส์ออกจากตัวกล้อง (เพื่อให้ระยะภาพมากขึ้น)
|
เมื่อถ่ายภาพของวัตถุที่ระยะ 30 cm จะเลื่อนเลนส์ได้มากสุด 1 cm
แต่เลนส์ของกล้องถ่ายรูปต้องเป็นเลนส์นูนซึ่งมี f เป็นบวก
\ ความยาวโฟกัสของเลนส์ f = 5 เซนติเมตร
3. สายอากาศแสดงดังรูปเป็นสายอากาศที่รับคลื่นวิทยุความถี่เท่าไรที่ดีที่สุด
|
ก. 25 MHz ค. 100 MHz
ข. 50 MHz ง. 900 MHz
ตอบ ข. 50 MHz
สายอากาศแบบเส้นตรงนั้นส่วนมากจะตั้งในแนวดิ่งเพื่อรับคลื่นไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สายอากาศที่จะรับคลื่นได้ดีนั้นต้องมีความยาวเป็น ครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น
|
ได้ l = 2 ´ 3 = 6 m
จาก c = fl
|
|
= 50 MHz
4. เฟือง A รัศมี 100 mm. ขบกับเฟือง B รัศมี 200 mm. ดังรูป ถ้าเฟือง A หมุนด้วยความเร็ว, w1 = 10 rad/s, ตามเข็มนาฬิกาจะทำให้เฟือง B หมุนด้วยความเร็ว w2 = ?
ก. 20 rad/s ตามเข็มนาฬิกา
ข. 20 rad/s ทวนเข็มนาฬิกา
ค. 5 rad/s ตามเข็มนาฬิกา
ง. 5 rad/s ทวนเข็มนาฬิกา
ตอบ ง. 5 rad/s ทวนเข็มนาฬิกา
เมื่อฟันเฟืองเอาผิวของฟันเฟืองชนกันนั้น อัตราเร็วเชิงเส้นจะเท่ากัน
ดังนั้น v1 = v2 …………..(1)
จาก v = wr แทนค่า (1) ได้
w1r1 = w2r2
(10)(100 m.m) = w2 (200 m.m)
|
จากรูปเมื่อฟันเฟืองอันที่ 1 หมุนตามเข็มนาฬิกาฟันเฟืองอันที่สองจะหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา
5. เครื่องมือของแฮร์ (Hare’s Apparatus) ของของเหลว A, B และ C มีความหนาแน่น A, B และ C ตามลำดับ ข้อความใดที่ถูกต้อง
ก. rB < rA < rC , rB < rA < rC
ข. rB > rA > rC , rB > rA > rC
ค. rA = rB = rC , rC > rA > rB
ง. rA = rB = rC , rC< rA < rB
ตอบ ข. rB > rA > rC , rB > rA > rC
จากรูปกำหนดให้ Pin ในทุกท่อเท่ากันหมด ดังนั้น ถ้าคิด ณ ระดับ o o¢ จะได้
(1) ถัง A; Pa = Pin + PAhAg …(1)
(2) ถัง B; Pa = Pin + PBhBg …(2)
(3) ถัง C; Pa = Pin + PChCg …(3)
![]() |
|||
|
=
จะได้ Pin เท่ากันหมด
\ (1) = (2)
|
|
![]() |
![]() |
hA > hB \ rA = rB …..(4)
(1) = (3)
rAhA = rChC
และ hC > hA \ rA = rC …..(5)
(3) = (2)
rBhB = rChC
|
|
=
hC > hB ได้ rB > rC …..(6)
ดังนั้นจะได้ว่าเมื่อเอา (4) , (5) , (6) มา
พิจารณาจะได้ว่า
rB > rA > rC
6. มวล 0.2 กิโลกรัมผูกเชือกยาว 2 เมตร แขวนไว้กับเพดาน บนพื้นใต้เพดาน 2 เมตร มีสปริงวางอยู่ดังรูป ถ้าดึงมวลออกมาจนเชือกทำมุม 60 องศากับแนวดิ่ง แล้วปล่อยให้แกว่งมากดสปริง มวลจะดันสปริงหดสูงสุดเท่าใด ถ้าค่านิจของสปริง 400 นิวตันต่อเมตร
|
ก. 25 เซนติเมตร ค. 5 เซนติเมตร
ข. 15 เซนติเมตร ง. 10 เซนติเมตร
ตอบ ง. 10 เซนติเมตร
จาก W = D Ek
W = Ws + WT + Wg
เมื่อ WS = งานจากแรงสปริง
WT = 0 = งานจากแรงดึงเชือก
Wg = งานจากแรงดึงดูดของโลก
|
|
= - ´ 400 ´ x2
Ws = -200 x2 …(1)
และ Wg = +mgh
= +(0.2)(10)(2 - 2 cos 60°)
= 2(2 – 1) = 2 J
และ WT = 0
โดยที่ D Ek = 0
-200x2 + 0 + 2 = 0
|
x = 0.1 เมตร
\ สปริงหดสูงสุด 10 เซนติเมตร
7. ปลอกทองแดงมวล 3 กิโลกรัม ยึดติดกับสปริง เคลื่อนที่จากจุดหยุดนิ่งที่ A ไปตามรางลื่น ซึ่งช่วง AB เป็นโค้งวงกลมรัศมี 0.6 เมตร และช่วง BC เป็นรางตรงยาว 0.6 เมตร ถามว่าเมื่อปล่อยปลอกทองแดงลงมาถึงจุด B จะมีอัตราเร็วเท่าใด ถ้าค่านิจของสปริง 350 นิวตันต่อเมตร และความยาวปกติของสปริง 0.6 เมตร
ก. 6.8 เมตรต่อวินาที ค. ค.8 เมตรต่อวินาที
ข. 8.6 เมตรต่อวินาที ง. 8.3 เมตรต่อวินาที
ตอบ ก. 6.8 เมตรต่อวินาที
ใช้กฎอนุรักษ์พลังงาน
EA = Ek + Epq + Eps
|
|
= 81 J
EB = Ex + Epq + Eps
|
|
|
|
= (3)v2 + 0 + (350)(0.25)2
= ก.5v2 + 10.9 J
นั่นคือ EB = EA
ก.5 v2 + 10.9 = 81
|
8. แท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอกยาว ข.4 เมตร เส้นผ่าศูนย์กลาง ก.6 เมตร ถูกแขวนไว้ให้จมอยู่ในน้ำครึ่งหนึ่งดังรูป จงหาค่าแรงตึง T ในสายเคเบิล กำหนดให้แท่งคอนกรีตเคลือบพลาสติกกันซึม และมีค่าความ หนาแน่นเป็น 2400 กิโลกรัม / ลูกบาศก์เมตร
|
ก. ค.686.4 pN ค. 7860 pN
ข. 399ค.6 pN ง. 39.93 pN
ตอบ ข. 399ค.6 pN
|
จากรูปต้องการสมดุลของการลอยตัวได้
B + T = mg ………(1)
\ T = mg - B ………(2)
หาค่า B จาก
B = rเหลว Vจม g
|
= (103) (p ) (g)
|
= 7680p N ………(3)
หาค่า mg ของแท่งคอนกรีตได้
mg = rวัตถุ V
= (2400) (p) (0.8)2 (ข.4)
= 3686.4 p N ………(4)
ดังนั้นจะได้
T = 3686.4p - 7680 p
= 399ค.6 p N
9.
เมื่อรถบรรทุกมีน้ำหนักล้อ P1 = 50 kN P2 = 100 kN ตำแหน่งของล้อได้แสดงในรูปหากสะพาน AB มีช่วงยาว 30 ม. จงหาแรงที่ถ่ายลงตอม่อ B
ก. 165 kN ค. 185 kN
ข. 175 kN ง. 195 kN
ตอบ ก. 165 kN
จากรูปคิดโมเมนต์รอบจุด A ได้ RB (30) = P1 (15) + P2 (20) + P2 (22) _____(1)
P1 = 50 ´ 103 N
P2 = 100 ´ 103 N
P3 = 100 ´ 103 N
A
RB (30) = P1 (15) + P2 (20) + P2 (22)
แทนค่า RB (30) = (50 ´ 103) (15) + (100 ´ 103) (20) + (100 ´ 103) (22)
|
|
RB = 165 kN
ตอบ B รับน้ำหนักเป็น 165 kN
10.
กดแท่งคอนกรีตซึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 100 ตร.ซม. ด้วยแรง 500 kN หากแท่งคอนกรีตมีค่าโมดูลัส
ของยัง 3000 kN /ตร.ซม. แท่งคอนกรีตนี้จะหดตัวเท่าใด
ก. 0.05 ซม. ค. 0.75 ซม.
ข. 0.15 ซม. ง. ก.50 ซม.
ตอบ ข. 0.15 ซม.
|
|
|
จาก Y = ( A) (D1 )
|
=
|
|
|
|
D1 = ( )( )
= 1.5 ´ 10-3
ระยะหดตัว = D1 = 0.15 cm