Engineering mechanic (static) กลศาสตร์วิศวกรรม 1 Engineering mechanic (static)

ลำดับเนื้อหา เวคเตอร์และสเกลล่า ระบบแรง 2 มิติ 2.1 การหาแรงลัพธ์ 2.2 การกระจายแรง 2.3 ภาวะสมดุล แรงเสียดทาน จุดเซนทรอยด์ โมเมนต์แห่งความเฉื่อย ระบบแรง 3 มิติ กลศาสตร์ของไหลเบื้องต้น

กลศาสตร์วิศวกรรม (Engineering mechanics) เป็นวิชาว่าด้วยผลของแรงภายนอก ที่มากระทำกับวัตถุ ซึ่งถือว่าเป็นวัตถุแกร่ง (วัตถุไม่มีการเสียรูป)และผลของแรงที่ทำให้วัตถุนั้นเคลื่อนที่ วิชากลศาสตร์วิศวกรรมนี้ แบ่งการศึกษาแรงที่กระทำต่อวัตถุเป็น 2 ลักษณะ คือ 1. แรงสภาพนิ่ง (static load) แรงสภาพเคลื่อนที่ (Dynamic load) ซึ่งมีหลายลักษณะ เช่น แรงกระแทกซ้ำ (Impact load) ,โมเมนตัม (Momentum) ,แรงเหวี่ยง หรือแรงหนีศูนย์ เป็นต้น สำหรับในชั้นเรียนนี้ขอเสนอเนื้อหา เกี่ยวข้องกับแรงสภาพนิ่งเท่านั้น เพื่อเป็นพื้นฐานในวิชาที่เกี่ยวข้องต่อไป

หน่วยที่ 1 เวคเตอร์และสเกลล่า ปริมาณทางวิทยาศาสตร์ แบ่งเป็น 2 กลุ่มใหญ่คือ 1. เวคเตอร์ (Vector) คือ ปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทางพร้อมกัน ส่วนใหญ่พบในวิขาวิศวกรรมเครื่องกลและโยธาหรือวิชาฟิสิกส์ เช่น น้ำหนัก, แรง , โมเมนต์ และโมเมนตัม เป็นต้น 2. สเกลล่า (Scalar) หมายถึง ปริมาณที่แต่ขนาดเพียงอย่างเดียว เช่น ปริมาณเกี่ยวข้องกับวิชาวิศวกรรมที่ศึกษาเกี่ยวกับเวลา ,ความร้อน ,อุณหภูมิ , ความหนาแน่น , ปริมาตร , มวล , ความเร็ว , ความเร่ง หรือ พลังงาน เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ปริมาณทางวิทยาศาสตร์ดังกล่าวนี้ จะมีหน่วยหลากหลายรูปแบบ และใช้สัญลักษณ์ต่างๆ ซึ่งจะได้ศึกษาเป็นอันดับต่อไป

กิจกรรมระหว่างเรียน ครั้งที่ 1 วันที่. /. / กิจกรรมระหว่างเรียน ครั้งที่ 1 วันที่ ...../.../... จงจำแนกว่าข้อใด เป็นเวคเตอร์(V)หรือสเกลล่า(S) ข้อ 1 …. รถยนต์วิ่งด้วยความเร็ว 100 km/hr ข้อ 2 ….. ลูกอุกบาตขนาด 300 ตัน พุ่งเข้าสู่พื้นโลก ด้วยความเร่งเฉลี่ยเท่ากับ 40 ft/sec 2 ข้อ 3 ….. น้ำเดือดที่อุณหภูมิ 80 °c ข้อ 4 ……พัดลมตัวนี้ กินกระแสไฟ เท่ากับ 30 A ข้อ 5……เกิดโมเมนต์รอบจุดหมุนปั้นจั่น เท่ากับ 18 T-m ข้อ 6 ….. พื้นสะพานรับน้ำหนักปลอดภัยจากรถบรรทุกได้ 30 ตันต่อเพลา ข้อ 1 2 3 4 5 6 เฉลย S V

การแปลงหน่วย ( Unit convert) หน่วยทางวิศวกรรม สามารถแบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ได้ ดังนี้ ด้านมิติ เช่น ความยาว , พื้นที่ , ปริมาตร ส่วนมากอาศัยตัวเลขยกกำลังของหน่วยระยะ ด้านฟิสิกซ์ เช่น น้ำหนัก , แรงภายต่างๆ เช่น แรงเดี่ยว , แรงคู่ควบ , โมเมนต์ ,ความเร็ว ,โมเมนต์ตัมและความเค้น ฯลฯ ด้านพลังงาน เช่น ความร้อน ,อุณหภูมิ, ความดัน ฯลฯ ระบบหน่วยต่างๆส่วนใหญ่เริ่มใช้ในประเทศที่พัฒนาอุตสาหกรรมแล้ว หรือกลุ่ม G-8 เช่น อังกฤษ , อเมริกัน , ญี่ปุ่น ,รัสเซีย ซึ่งแต่ละประเทศจะกำหนดหน่วยของตนเองขึ้นมา ส่วนมากก็ยึดของอังกฤษหรืออเมริกัน ส่วนระบบเมตริก (ระบบสากล)เริ่มใช้กันภายหลังการปฏิวัติในฝรั่งเศส ในปี ค.ศ. 1789 โดยคณะนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส.....

ตัวอย่าง การแปลงหน่วย ตย ตัวอย่าง การแปลงหน่วย ตย.1 จงแปลงค่าหน่วยจากด้านซ้ายมือเป็นด้านขวามือ 1.1 50 kg = 50 x 2.204 = ….. lb 2.2 120 kg-m = 120x[2.204x(39.37/12)] = ….. lb-ft 2.3 50 km / hr = ….. mile/hr 2.4 300 ksc. = …… psi 2.5 6-0-20 ไร่ = …… km 2 Note: 1 kg = 2.204 lb 5 mile = 8 kg 1 in. = 2.54 cm 1 วา ประมาณ 2 m