PMO6 · ความหมาย ชุดลกัษณ์ทางอุทกธรณีเคมีของช้นัหินให้น้าแต่ละช้ัน
แรงและการเคลือนที · 2012-01-24 ·...
Transcript of แรงและการเคลือนที · 2012-01-24 ·...
แรงและการเคลื�อนที�
บทเรียนในรายวิชา วิทยาศาสตร์พื �นฐาน
สาํหรับนักเรียนชั �นประกาศนียบัตรวิชาชีพ
จัดทาํโดยอาจารย์สุมาวด ีพวงจันทร์
แรงและการเคลื�อนที�
• แรง– ความหมาย– ชนิดของแรง– แรงโน้มถ่วง– นํ �าหนกัและมวล
• การเคลื�อนที�– ความหมาย– วตัถเุคลื�อนที�เร็ว– การเอาชนะความเฉื�อย– การเคลื�อนที�แบบต่างๆ– นํ �าหนกัและมวล
– การวดัแรง– การสมดลุ– สมการ
– การเคลื�อนที�แบบต่างๆ– การอนรุักษ์โมเมนตมั– กฎของนิวตนั– สมการ
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
แรง
• อะไรที�ทําให้แมเ่หลก็สามารถดดูผงตะไบได้• อะไรที�ทําให้ลกูศรยงิถกูเป้าได้• คําตอบนั �นก็คือ “แรง” (Force) “F”
• แรงไมส่ามารถมองเห็น• แรงไมส่ามารถมองเห็น• แรงใช้ในการผลกั ดงึ ยืด หมนุวตัถไุด้• แรงมีหน่วยเป็น นิวตนั “N”
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
แรง
• แรงรวม คือ แรงมากกวา่ 1 แรง กระทําตอ่วตัถ ุเรียกว่า แรงประกอบ แรงประกอบรวมกนัในทิศทางเดียวกนัเรียกว่าแรงลัพธ์ เช่น ยิงธนู
• แรงสมดุล คือ แรงหลายๆแรงที�มีคา่เทา่กนั กระทําบนวตัถ ุอาจอยูก่บัที�หรือเคลื�อนที�ด้วยความเร็วเทา่เดมิ ในทิศทางเดมิได้ เช่น แม่เหลก็
• แรงหมุน หรือ ทอร์ค คือ แรงที�ทําให้วตัถหุมนุ เช่น ลกูกญุแจหมนุเกลียว• แรงหมุน หรือ ทอร์ค คือ แรงที�ทําให้วตัถหุมนุ เช่น ลกูกญุแจหมนุเกลียว• แรงยกในนํ �า คือ การแทนที�ในนํ �า แรงที�ยกขึ �นเทา่กบัความดนัที�กดลง• การลอย เช่น ลกูพีช ถ้า แรงยก ≥มวลวัตถุ วัตถุจะลอย
ถ้า แรงยก <มวลวตัถ ุวตัถจุะจมอาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
ชนิดของแรง
• แรงดงึ คือ ดงึให้วตัถยุืด
• แรงอดั คือ บีบอดัวตัถใุห้แบนหรือแนน่
• แรงบดิ คือ บดิให้เป็นเกลียว
• แรงฉีก คือ ฉีกออกจากกนั• แรงฉีก คือ ฉีกออกจากกนั
• แรงสูศ่นูย์กลาง คือ แรงที�ทําให้วตัถเุคลื�อนที�เป็นวงกลม
• แรงเสียดทาน คือ แรงที�มีทิศตรงกนัข้ามกบัการเคลื�อนที�ของวตัถุ
• แรงยก คือ แรงที�ทําตอ่วตัถทุี�จมในของเหลว
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
แรงโน้มถ่วง “g”
• ช่วยให้เราสามารถยืนอยูบ่นพื �นได้อยา่งมั�นคง
• เป็นแรงดงึดดูระหวา่งสสารทกุชนิด
• วตัถทุกุชนิดมีแรงโน้มถ่วง ที�ขึ �นกบัมวลนั �น
• และที�สําคญั เราเองก็ดงึดดูโลกด้วยแรงโน้มถ่วง ที,เท่ากับโลก• และที�สําคญั เราเองก็ดงึดดูโลกด้วยแรงโน้มถ่วง ที,เท่ากับโลกดงึดดูเรา
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
แรง
นํ �าหนักและมวล
• มวล คือ วตัถนุั �น
• นํ �าหนกั คือ แรงที�โลกดงึดดูสารด้วยแรงโน้มถ่วง
• ดงันั �น นํ �าหนกั คือ มวลของวตัถ ุที�ต้องคณู
การวัดแรง
• ความโน้มถ่วงของโลก ทําให้เกิดแรง ทําให้เกิดนํ �าหนกั
• ดงันั �น หน่วยของ นํ �าหนัก คือ นิวตัน
• ดงันั �น นํ �าหนกั คือ มวลของวตัถ ุที�ต้องคณูด้วยคา่แรงโน้มถ่วงเสมอ
w=mg
• คา่ g = 9.8 m/sec2
• เครื,องมือที,ใช้วัดแรง คือ นิวตันมเิตอร์
การสมดุล• วตัถจุะสมดลุ ถ้ามีจุดศูนย์ถ่วงตํ,า
• เช่น รถบรรทกุของ
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
การเคลื�อนที�
• ทกุสิ�งทกุอยา่งมีการเคลื�อนที� ไมเ่ว้นแม้แตภ่เูขา
• วตัถทุกุชนิดมีแรงตอ่ต้านความพยายามการเคลื�อนที�ของมนัเองเสมอ
• ไม่ว่าวัตถุนั �นจะเคลื,อนที,หรือหยุดนิ,ง กต็้องมี แรงเฉื,อย
• แรงเสียดทาน “f” ทําให้วตัถทุี�กําลงัเคลื�อนที�หยดุนิ�งได้• แรงเสียดทาน “f” ทําให้วตัถทุี�กําลงัเคลื�อนที�หยดุนิ�งได้• แต่ในอวกาศนั�น วัตถุจะเคลื,อนที,อย่างไม่มีที,สิ �นสุด
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
วตัถุเคลื�อนที�เร็ว คอื อะไร
• วตัถจุะเคลื�อนที�ได้นั �น ต้องมีอตัราเร็วและความเร็ว– วตัถทุี�มีอตัราเร็วสงู จะบอกวา่ไปไกลแคไ่หน เป็นปริมาณสเกลาร์ ไมม่ีทิศทาง
– ความเร็ว เป็นตวับอกอตัราเร็วของวตัถทุี�มีทิศทาง เป็นปริมาณเวกเตอร์
– เช่น รถที�กําลงัวิ�งบนถนน เมื�อถึงจดุเลี �ยว ความเร็วจะเปลี�ยนไป แตอ่ตัราเร็ว– เช่น รถที�กําลงัวิ�งบนถนน เมื�อถึงจดุเลี �ยว ความเร็วจะเปลี�ยนไป แตอ่ตัราเร็วยงัเทา่เดิม
• ความเร่ง คือ ความเร็วของวตัถทุี�เพิ�มขึ �น
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
การเอาชนะความเฉื�อยและแรงเสียดทาน
แรงเสียดทาน
• แรงเสียดทาน “f” คือ แรงต้านการเคลื�อนที�
• วตัถสุองชนิดมาถกูนั ทําให้เกิดแรงเสียดทาน
การเอาชนะความเฉื,อย
• วตัถทุกุชนิดต้องมีความเฉื�อย
• การถีบรถจักรยานครั�งแรกต้องใช้แรงมาก เพราะ ต้องออกแรงให้เท่ากบั แรงเฉื�อยกบัแรงรถทาน
• แรงเสียดทานทําให้รถจกัยานหยดุ ถ้าเราไม่ถีบตอ่
• ประโยชน์ของ f คือ ช่วยชะลอล้อรถในการเกาะถนน
เฉื�อยกบัแรงรถ
• เมื�อเวลาผ่านไป แรงเฉื�อยนี � จะช่วยให้เราเคลื�อนที�ได้
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
การเคลื�อนที�แบบต่างๆ
• วตัถทุกุชนิดเคลื�อนที�
• อาจเป็นแบบเส้นตรง แบบแกวง่ หรือ แบบวงกลม
• การเคลื�อนที�เป็นวงกลม นั �น เพราะ เกิดจากแรงสูศ่นูย์กลาง เรียกวตัถุนั �นวา่ “วัตถุมีโมเมนตมั”นั �นวา่ “วัตถุมีโมเมนตมั”
• โมเมนตมั = ความเร็ว x มวล• การอนุรักษ์โมเมนตมั
– การถ่ายเทมวลของวตัถรุะหวา่ง วตัถทุี� 1 ไปยงั วตัถทุี� 2
– เช่น การแทงลกูสนุ๊กอาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
การเคลื�อนที�แบบต่างๆ
• การแกวง่ของลกูตุ้มในนาฬกิา– ลกูต้มที�แกวง่ไปมาเกืดจาก แรงโน้มถ่วง
• การเคลื�อนที�เป็นวงกลมได้อยา่งไร– ปกติแล้ววตัถพุยายามหมนุตวัเองออกเป็นเส้นตรง– ปกติแล้ววตัถพุยายามหมนุตวัเองออกเป็นเส้นตรง– แตเ่พราะ มีแรงสูศ่นูย์กลาง ดงึวตัถไุว้– จงึทําให้ แรงเกิดการเปลี�ยนทิศทาง เป็นวงกลมนั�นเอง
• ทําไมลกูขา่งจงึหมนุได้– เพราะวตัถมุีโมเมนตมัเชิงมมุที�เสถียรและ ค่าgที�ตั �งฉากกบัการเคลื�อนที� จงึทํา
ให้ของวตัถมุีการเคลื�อนที�เป็นวงกลมอาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
กฎการเคลื�อนที�ของนิวตนั
• 1.วตัถจุะรักษาสภาพนิ�งหรือเคลื�อนที�ด้วยความเร็วอยา่งสมํ�าเสมอ เว้นแตม่ีแรงอื�นมากระทํา
• 2.ความเร่งของวตัถมุีคา่เท่ากบัแรงที�มากระทําหารด้วยมวลของวตัถุ
∑ = 0F
• 2.ความเร่งของวตัถมุีคา่เท่ากบัแรงที�มากระทําหารด้วยมวลของวตัถุ
• 3.วตัถทุี�มีแรงมากระทํา ต้องมีแรงที�เท่ากนัมากระทําตรงข้ามเสมอ
F = -f
∑ = maF
อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์
สัญลกัษณ์ที�ควรรู้• F = แรง หน่วย N
• f = แรงเสียดทาน• w = นํ �าหนกั• m = มวลของวตัถุ หน่วย kg
• g = แรงโน้มถ่วง = 9.8 m/sec2• g = แรงโน้มถ่วง = 9.8 m/sec
• v = ความเร็ว หน่วย m/sec
• a = ความเร่ง หน่วย m/sec2
• t = เวลา หน่วย second
• s = ระยะทาง หน่วย m
• u = ความเร็วเริ�มต้น• N = นิวตนั อาจารย์สมุาวดี พวงจนัทร์