3. งานและพลงงานวฤทธ มตรธรรมศร

เนอหาและภาพประกอบหลกนำมาจากตำราฟสกสเบองตน สำหรบวทยาศาสตรการแพทย พยาบาล และสาธารณสข เลม 1

โดยผศ. ดร. วระชย สรพนธวราภรณ และ ดร. วทร ชนวชรศร

มหาวทยาลยมหดล ปทพมพ 2550

วทฟส ๑๕๕ ฟสกสเบองตนสำหรบวทยาศาสตรสขภาพมหาวทยาลยมหดล

ความหมายของ “งาน” และ “พลงงาน”

นยามของ งาน (W) คอ ผลคณของแรง (F) กบระยะทางทเคลอนทในทศทางของแรง (d)

หนวยของงาน คอ Joule (J) โดย 1 J = 1 N·m

ตวอยางงานกรณตางๆ

W = FdW = 0 W = 0

พลงงานจลน

พลงงานศกยโนมถวง

กฎการอนรกษพลงงาน

W คอ งานทเกดระหวางระบบกบสงแวดลอม หรอ อาจเรยกวางานจากภายนอก

ในกรณทไมมงานจากภายนอก (W=0) จะไดวา

กำลง

หนวยของกำลงในระบบ SI คอ Watt (W) โดย 1 W = 1 J/s

600 W

ประสทธภาพการทำงาน

Wout คอ งานหรอพลงงานทได Pout คอ กำลงทไดEin คอ พลงงานทใหเครองมอ Pin คอ กำลงทใหเครองมอ

พลงงานเคมในอาหารและเชอเพลง

1 kcal = 1 Cal = 4186 J

เลยแมกนม

ทมา:

http:/

/hea

lth.ka

pook

.com/

view5

8233

.html

อตราเมตาโบลกBasal metabolic rate (BMR) อตราการใชพลงงานของรางกายมนษยเมออยนง เพอใหระบบตางๆในรางกายดำเนนตอไปได สามารถประมาณไดจากสมการของ Harris-Benedictผใหญ เพศชาย BMR (kcal/day) = 66 + (13.75 x m) + (5.0 x h) – (6.76 x a)ผใหญ เพศหญง BMR (kcal/day) = 665 + (9.56 x m) + (1.85 x h) – (4.68 x a)โดย m = มวลในหนวยกโลกรม h = ความสงในหนวยเซนตเมตร และ a = อายในหนวยป

BMR = 66 + (13.75 x 82) + (5.0 x 181) – (6.76 x 32)

= 2,315 kcal/day

สำหรบคนทออกกำลงกายบอย คาทใชจรงจะมากกวา BMR 20-50% ความผดปกตของตอมไทรอยดกมผลตอ BMR

พลงงานนวเคลยรอลเบรต ไอนสไตน ไดเสนอสมการทไดจากทฤษฎสมพทธภาพพเศษในป ค.ศ. 1905

E คอพลงงานทไดจากการสลายมวล m และ c คอความเรวแสง (3 x 108 m/s)

การบาน 3 (ไมตองลอกโจทย)3.1 นกศกษาผลกกลองเปนระยะทาง 4 m ไปตามพน โดยออกแรง 5 N ในทศทำมมใตแนวระดบ 37º

นกศกษาคนนทำงานทงหมดเทาไร ตอบในหนวย J และ kcal

3.2 เดกผหญงคนหนงเลนชงชา โดยมจดสงสด 2 m และจดตำสด 1 m เหนอพนดน อตราเรวสงสดของเดกคนนเปนเทาใด (ใช g=10 m/s2)

3.3 เรอยนตใชกำลง 60 kW ในการเคลอนทดวยอตราเรวคงท 5 m/s แรงตานเนองจากนำทกระทำกบเรอมขนาดเทาใด

3.4 (ก) พยาบาลโดยเฉลยเดน 8 ชม. ตอวน เธอตองการพลงงานก kcal สำหรบการเดนในหนงวน (ข) ถาในเวลาทเหลอ เธอนง 8 ชม. และนอนอก 8 ชม. เธอตองการพลงงานทงหมดก kcal ในหนงวน (ค) ถาในวนนนเธอกนแตขาวขาหมกบนำเปลา เธอควรจะกนกจานจงจะไดพลงงานเพยงพอ คำแนะนำ: ใชตารางท 4.4 และสไลดเรอง “อาหารจานโปรด...” ชวย