ฟิสิกส์ 61 : 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 310
เมื่อวาน 388
สัปดาห์นี้ 1,629
สัปดาห์ก่อน 2,826
เดือนนี้ 9,255
เดือนก่อน 19,285
ทั้งหมด 558,138
  Your IP :54.80.227.189

5.7 การวิเคราะห์แบบจำลองโดยการใช้กฏข้อที่สองของนิวตัน

 

      ในหัวข้อนี้ เราจะได้อธิบายถึงการวิเคราะห์แบบจำลองสองตัว เพื่อการแก้ปัญหาในวัตถุทั้งสองที่อยู่ในภาวะสมดุล (a = 0) หรือมีความเร่งเป็นเส้นตรงภายใต้แรงกระทำคงที่

 

      เมื่อกฏข้อที่สองของนิวตันถูกนำมาใช้กับวัตถุ เราจะสนใจเพียงแค่แรงภายนอกที่กระทำบนวัตถุ เพราะเราสมมติว่าวัตถุถูกจำลองให้เป็นจุดอนุภาค เราจึงไม่ต้องมาคอยกังวลเกี่ยวกับรูปร่างวัตถุ เมื่อวัตถุถูกแรงกระทำจนเคลื่อนที่ ก็จะได้ไม่ต้องคำนึงถึงว่าวัตถุจะหมุนตัว เพราะเราสมมติให้เป็นจุดอนุภาคไว้แล้ว

 

      สำหรับตอนนี้ เราจะยังไม่ต้องคำนึงถึงเรื่องแรงเสียดทานก่อน ในปัญหาที่จะกล่าวต่อไปนี้ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ซึ่งจะสมมติให้เทียบเท่ากับสถานะพื้นผิวที่ ไร้แรงเสียดทาน (Frictionless) (ส่วนแรงเสียดทาน เราจะอธิบายในหัวข้อ 5.8)

 

      หากว่าเราจะกล่าวถึงเชือก หรือสิ่งที่คล้ายกัน เรามักจะละเลยไม่คิดถึงมวลของเชือก หรือสายเคเบิล ใด ๆ ที่เกี่ยวข้อง เมื่อเทียบกับขนาดของแรงที่กระทำ โดยส่วนประกอบใด ๆ ทั้งของเส้นเชือก กับวัตถุที่ติดกับเชือก เราจะถือว่าองค์ประกอบทั้งหมดติดรวมกัน รวมทั้งเชือกด้วย

 

      ในการแสดงการแก้ปัญหา บางครั้งเพื่อที่จะทำให้การแก้ปัญหาไม่ยุ่งยากซับซ้อน เราอาจจะละบางสิ่งไว้ก่อน ยังไม่ต้องกล่าวถึงตอนนี้ เช่น มวลวัตถุบางอย่าง ในการแก้ปัญหาในทางฟิสิกส์ เราจะสมมติว่ามันมีความเบา (Light) มาก หรือการละเลยถึงมวลวัตถุ (Negligible mass)  จนอาจที่จะละเลยไม่ต้องนำมาคิดก็ได้ ซึ่งจะทำให้การแก้โจทย์ปัญหาจะง่ายขึ้น

 

 

รูปการดึงเชือก

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      เมื่อเชื่อกที่ติดกับวัตถุดึงวัตถุ ตัวเชือกจะเกิดแรงที่กระทำต่อวัตถุ ในทิศทางที่ออกห่างจากวัตถุ ขนานไปกับเชือก ขนาด T ของแรงนั่น เราเรียกว่า แรงตึงเชือก (Tension) เพราะว่าขนาดของมันเป็นปริมาณเวกเตอร์ ส่วนแรงตึงเชือก เป็นปริมาณสเกลาร์    

 

รูปตัวอย่างแรงตึงของเชือก

 

 

 

5.7.1 การวิเคราะห์แบบจำลอง: อนุภาคอยู่ในความสมดุล

 

      หากความเร่งของวัตถุที่จำลองให้เป็นอนุภาค มีค่าเป็นศูนย์ วัตถุยังรักษาสภาพพร้อมกับอนุภาคในการจำลองอยู่ในความสมดุล (Particle in equilibrium) ในการจำลองนี้ แรงสุทธิที่กระทำบนวัตถุจะเป็นศูนย์ ตามสมการด้านล่าง

 

 

รูปสมการที่ 5.8

 

      ทีนี้มาลองพิจารณาตัวอย่างที่เป็นโคมไฟ ที่ถูกแขวนด้วยโซ่ติดบนเพดาน ดูได้ที่รูปด้านล่าง

 

 

รูปโคมไฟห้อยกับเพดาน

 

 

รูปโคมไฟที่ห้อยด้วยโซ่กับเพดาน

 

รูปด้านบน a) โคมไฟห้อยจากเพดานด้วยโซ่ไม่คำนึงถึงมวล b) แรงกระทำบนโคมไฟมีแรงโน้มถ่วงของโลก Fg และแรงตึงโซ่ T

 

ผังไดอะแกรมของแรงสำหรับโคมไฟ ดูที่รูป b แสดงให้เห็นถึงแรงกระทำในโคมไฟที่ตกลงมาตามแรงโน้มถ่วงโลก Fg และแรงขึ้นด้านบน T โดยโซ่ เพราะว่าไม่มีแรงกระทำในทิศทางตามแกน SFx = 0 จะไม่มีประโยชน์ เพราะไม่มีแรงกระทำแนวนี้

 

ส่วนสภาวะในทางแกน y SFy = 0  สมการจะมีดังนี้

 

SFy = T – Fg = 0 หรือ

 

T = Fg

 

ให้เราสังเกตว่า ทั้ง T = Fg ไม่ใช่คู่กันของแรงกิริยา - แรงปฏิกิริยา ทั้งนี้เป็นเพราะว่า พวกมันกระทำไปบนวัตถุเดียวกัน ที่โคมไฟ แรงปฏิกิริยาที่ T ก็คือ แรงกระทำเป็นแนวดิ่งลงมา อันเกิดจากโซ่บนโคมไฟ

 

 

 

 

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

ร่วมน้อมรำลึกถึง คำพ่อสอน เพื่อใช้เป็นแนวทางในการดำเนินชีวิต

 

“เมืองไทยของเรา ประกอบด้วยคนหลายจำพวก

หลายวัย หลายความคิด หลายหน้าที่

ซึ่งทั้งหมด จะต้องอาศัยซึ่งกัน และกัน

ไม่ใช่ว่าคนหนึ่งคนใด จะอยู่ได้โดยลำพัง”
    

พระราชดำรัสของพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช

พระราชทานแก่คณะบุคคลต่าง ๆ 
ที่เข้าเฝ้าฯ ถวายพระพรชัยมงคล 
เนื่องในโอกาสวันเฉลิมพระชนมพรรษา 
ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตรลดา ๔  ธันวาคม ๒๕๑๗
    

ขอน้อมส่งพระองค์สู่สวรรคาลัย

ด้วยเกล้าด้วยกระหม่อมขอเดชะ

 

<หน้าที่แล้ว                                 สารบัญ                    หน้าต่อไป>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Share on Facebook
 
Google

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