ฟิสิกส์ 56 : Thummech.com

 บทความ
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
วันนี้ 7
เมื่อวาน 470
สัปดาห์นี้ 2,189
สัปดาห์ก่อน 2,570
เดือนนี้ 6,989
เดือนก่อน 19,285
ทั้งหมด 555,872
  Your IP :54.162.250.227

      ทั้งรูปแบบ และสถานะในทางคณิตศาสตร์ของกฎข้อที่สองของนิวตัน แสดงให้เห็นว่าความเร่งเกิดจาก แรงโดยรวม (Net force) SF ที่มากระทำบนวัตถุ

 

                แรงโดยรวมที่กระทำบนวัตถุ คือปริมาณเวกเตอร์ที่เป็นผลรวมของแรงทั้งหมด ที่กระทำบนวัตถุ (ในบางครั้งเราสามารถเรียกแรงโดยรวมว่า แรงสุทธิ, แรงรวม (Total force), แรงผลลัพธ์ (Resultant force) หรือแรงไม่สมดุล (Unbalanced force) ก็ได้)

 

      ในการแก้ปัญหาโดยใช้กฎข้อที่สองของนิวตัน มันมีความจำเป็นที่จะต้องกำหนดแรงโดยรวมที่กระทำต่อวัตถุให้ถูกต้อง มีแรงมากมายที่อาจกระทำต่อวัตถุ แต่ก็มีเพียงแรงเดียวที่ก่อให้วัตถุเกิดความเร่ง

 

      สมการที่ 5.2 คือ การอธิบายในปริมาณเวกเตอร์ และด้วยเหตุนี้ สามารถที่จะนำไปเทียบการแตกแรงไปตามแนวแกนของส่วนประกอบสามแนวแกน ได้แก่

 

SFx=max            SFy=may            SFz=maz      (5.3)

 

      หน่วยเอสไอของแรง ก็คือ นิวตัน (N) แรงในหนึ่งนิวตัน นั่นก็คือ แรงที่ทำให้วัตถุมวล 1 กิโลกรัม (kg) เกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 1 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง (m/s2)

 

 

รูปความหมายของ หนึ่งนิวตัน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      จากคำนิยามนี้ และกฎข้อที่สองของนิวตัน เราเห็นว่า นิวตัน สามารถอธิบายในรูปของหน่วยพื้นฐานที่นำมาประกอบเข้าด้วยกันของ มวล, ความ และเวลา นั่นก็คือ

 

1 N º 1kg . m/s2                          (5.4)

 

      ในระบบมาตรานิยมของสหรัฐอเมริกา (U.S. customary system) หน่วยของแรงก็คือ ปอนด์ (Pound: lb) แรงในหนึ่งปอนด์ นั่นก็คือ แรงที่ทำให้วัตถุมวล 1 สลัก (Slug) เกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 1 ฟุตต่อวินาทียกกำลังสอง (ft/s2)

 

1 lb º 1slug . ft/s2                              (5.5)

 

ประมาณการอย่างง่ายว่า 1 N = ¼ lb

 

 

ตัวอย่างที่ 5.1 ความเร่งของลูกฮอกกี้

 

ลูกฮอกกี้ มีมวล 0.3 กิโลกรัม สไลด์ไปบนพื้นผิวไร้แรงเสียดทาน บนพื้นผิวน้ำแข็งที่ราบ นักฮอกกี้สองคนได้ตีลูกบอลพร้อมกัน จนเกิดแรงกระทำที่ลูกฮอกกี้ ดังรูปด้านล่าง

 

 

รูปการเล่นฮอกกี้น้ำแข็ง

 

 

รูปตัวอย่างที่ 5.1

 

กำหนดให้ แรง F1 มีขนาด 5 N และแรง F2 มีขนาด 8 N ให้คำนวณหาขนาด และทิศทางของลูกฮอกกี้ทั้งสองทิศทางที่ตี

 

วิธีทำ

 

กรอบความคิด: เนื่องจากเราสามารถคำนวณแรงโดยรวม และเราต้องการความเร่ง ปัญหานี้การจัดกรอบแนวคิดจะเป็นการแก้ปัญหาโดยการใช้กฏข้อที่สองของนิวตัน

 

การวิเคราะห์: หาส่วนประกอบของแรงโดยรวมกระทำบนลูกฮอกกี้ในทิศทางแนวแกนเอ็กซ์

 

SFx= F1x + F2x

= F1 cos (-20°) + F2 cos 60°

= (5 N)(0.940) + (8 N)(0.500) = 8.7 N                    ตอบ

 

หาส่วนประกอบของแรงโดยรวมกระทำบนลูกฮอกกี้ในทิศทางแนวแกนวาย

 

SFy= F1y + F2y

= F1 sin (-20°) + F2 sin 60°

= (5 N)(-0.342) + (8 N)(0.866) = 5.2 N                   ตอบ

 

ใช้กฎข้อที่สองของนิวตันในการหาความเร่งลูกฮอกกี้ของแต่ละส่วนตามแกน เอ็กซ์ และวาย

 

ความแร่งตามแนวแกนเอ็กซ์                

ax =SFx /m

= 8.7 N / 0.3 kg = 29 m/s2            ตอบ

 

ความแร่งตามแนวแกนวาย                  

ay =SFy /m

= 5.2 N / 0.3 kg = 17 m/s2            ตอบ

 

 

รูปการแก้ปัญหาตัวอย่าง 5.1

 

หาทิศทางของความเร่งสัมพันธ์กับแกนเอ็กซ์

q = tan-1(ay/ax)

= tan-1(17/29) = 31°

 

ท้ายสุด: เวกเตอร์ในรูปฮอกกี้ด้านบน สามารถเพิ่มภาพเพื่อตรวจสอบคำตอบได้อย่างสมเหตุสมผล

 

      เพราะว่าเวกเตอร์ความเร่งที่ไปตามแนวแกนของแรงลัพธ์ การวาดภาพแสดงให้เห็นเวกเตอร์แรงลัพธ์ที่จะช่วยเราในการตรวจสอบถึงคำตอบที่มีเหตุผล

 

 

 

 

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

ร่วมน้อมรำลึกถึง คำพ่อสอน เพื่อใช้เป็นแนวทางในการดำเนินชีวิต

 

ชาติบ้านเมืองประกอบด้วย นานาสถาบัน

อันเปรียบได้กับอวัยวะทั้งปวง

ที่ประกอบกันขึ้นเป็นชีวิตร่างกาย 

ชีวิตร่างกายดำรงอยู่ได้

เพราะอวัยวะใหญ่น้อยทำงานเป็นปรกติพร้อมกันอย่างไร 

ชาติบ้านเมืองก็ดำรงอยู่ได้เพราะสถาบันต่าง ๆ ตั้งมั่น

และปฏิบัติหน้าที่ของตนโดยพร้อมมูลอย่างนั้น

 

พระบรมราโชวาทของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว พระราชทานแก่ทหารบก ทหารเรือ ทหารอากาศ ตำรวจ และอาสาสมัครพลเรือนในพิธีตรวจพลสวนสนาม ในงานพระราชพิธีรัชดาภิเษก ๘ มิถุนายน ๒๕๑๔

 

 

ขอน้อมส่งพระองค์สู่สวรรคาลัย

ด้วยเกล้าด้วยกระหม่อมขอเดชะ

 

 

 

 

 

 

 

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา