การศึกษาเกี่ยวกับแรง ซึ่งเป็นสาเหตุการเคลื่อนที่ของวัตถุ

งานนำเสนอเรื่อง: "การศึกษาเกี่ยวกับแรง ซึ่งเป็นสาเหตุการเคลื่อนที่ของวัตถุ"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การศึกษาเกี่ยวกับแรง ซึ่งเป็นสาเหตุการเคลื่อนที่ของวัตถุ
พลศาสตร์ (Dynamics ) การศึกษาเกี่ยวกับแรง ซึ่งเป็นสาเหตุการเคลื่อนที่ของวัตถุ

2 ต่อไปเราจะศึกษาแรง ชนิดต่าง ๆ
แรง ( Force) สัญลักษณ์ เป็นสิ่งที่ทำให้ความเร่งของวัตถุเปลี่ยนไป แรงมีหลายชนิด ต่อไปเราจะศึกษาแรง ชนิดต่าง ๆ

3 1 แรงเสียดทาน สัญลักษณ์ เป็นแรงต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ เกิดบริเวณผิวสัมผัสโดยมีแนวแรงอยู่บนระนาบของผิวสัมผัส แรงเสียดทานขึ้นกับลักษณะพื้นผิวที่สัมผัสกัน และขึ้นแรงที่วัตถุกดตั้งฉากลงบนผิวสัมผัส แรงเสียดทานแบ่งเป็น แรงเสียดทานสถิตย์ และ แรงเสียดทานจลน์

4 1.1 แรงเสียดสถิตย์ สัญลักษณ์ เป็นแรงเสียดทานที่เกิดในขณะวัตถุกำลังจะเคลื่อนที่( แต่ยังไม่เคลื่อนที่ ) หรือพยายามจะเคลื่อนที่ มีทิศตรงข้ามกับทิศที่วัตถุพยายามจะเคลื่อนที่

5 แรงเสียดทานสถิตย์มากสุด หาจากสมการ
วัตถุไม่เคลื่อนที่ แต่พยายามเคลื่อนที่ แรงกดพื้น แรงเสียดทานสถิตย์มากสุด หาจากสมการ

6 1.2 แรงเสียดทานจลน์ สัญลักษณ์ เป็นแรงเสียดทานที่เกิดในขณะวัตถุกำลังเคลื่อนที่ มีขนาดคงที่แม้ว่าวัตถุจะมีความเร็วเปลี่ยนแปลง

7 วัตถุกำลังเคลื่อนที่
แรงกดพื้น แรงเสียดทานจลน์

8 2 แรงดึงดูดระหว่างมวลและน้ำหนัก
2 แรงดึงดูดระหว่างมวลและน้ำหนัก กฏความโน้มถ่วงสากล “จุดมวล และ ว่างห่างกันเป็นระยะ จะมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน แรงนี้จะแปรผันตรงกับผลคูณระหว่าง และ และแปรผกผันกับ”

9

10 ถ้า เป็นมวลของดาว เช่น โลก หรือ ดวงอาทิตย์ ( ต่อไปนี้จะให้เป็น ) ส่วน (ซึ่งต่อไปนี้จะให้เป็น ) เป็นมวลของวัตถุ ณ ระยะห่างจากกันในแนวศูนย์กลาง แรง ซึ่งเป็นแรงดึงดูดที่ดาวกระทำต่อวัตถุนี้ เราเรียกว่า น้ำหนักของวัตถุ

11 m ดวงดาว M r W R

12 น้ำหนัก จึงเป็นแรงอีกชนิดหนึ่ง มีทิศพุ่งเข้าหาจุดศูนย์กลางของดาว หรือ โลก สำหรับกรณีวัตถุอยู่ใกล้ๆผิวดาว น้ำหนักมีขนาดหาได้ตามสมการ กรณี โลก

13 3 แรงคอนสเตรนส์ ( Force of Constraint) เป็นแรงที่วัตถุกระทำเพื่อต้านแรงภายนอกที่มากระทำ แรงนี้จะช่วยให้วัตถุคงรูปร่างเดิมไม่เปลี่ยนไปกับแรงที่มากระทำ แรงนี้มีบทบาทมากในการบังคับและจำกัดการเคลื่อนที่ของวัตถุ

14 แรงวัตถุกระทำพื้น แรงคอนสเตรนส์ แรงวัตถุกระทำพื้น แรงคอนสเตรนส์

15   4 แรงตึง เป็นแรงที่เกิดภายในวัตถุเมื่อมีแรงกระทำต่อวัตถุ เช่นกรณีเราดึงเชือก ภายในส่วนหนึ่งๆ ของเส้นเชือกจะเกิดแรงขนาดเท่ากับแรงภายนอกที่มากระทำแต่ทิศตรงข้ามกระทำต่อเชือก ณ ส่วนนั้น ดังรูป

16

17 ขนาดแรงดันภายนอก = ขนาดแรงดันกลับ
5 แรงในลวดสปริง สปริง สมดุล ขนาดแรงดึงภายนอก = ขนาด แรงดึงกลับ แรงดึงกลับ แรงดึงภายนอก สปริงยืด X แรงดันกลับ แรงดันภายนอก สปริงหด ขนาดแรงดันภายนอก = ขนาดแรงดันกลับ X

18 แรงกระทำสปริง และแรงที่สปริงต้าน มีขนาดเท่ากันเสมอ
เมื่อสปริงยืดหรือหด แรงกระทำสปริง และแรงที่สปริงต้าน มีขนาดเท่ากันเสมอ X คือ ระยะสปริงยืดหรือหด จากแนวสมดุล ( m ) k คือ ค่าคงที่ ( สปริงแต่ละตัว มีค่าไม่เท่ากัน ) มีหน่วย N/m

19 นอกจากนี้ ยังมีแรงอีกหลายชนิด

20 6 แรงลัพธ์ คือผลรวมของแรงต่างๆ จากภายนอก ที่กระทำต่อวัตถุ
6 แรงลัพธ์ คือผลรวมของแรงต่างๆ จากภายนอก ที่กระทำต่อวัตถุ

21

22 4N 3N

23 การพิจารณาเกี่ยวกับแรงลัพธ์
1 ถ้า แสดงว่า

24 ผลรวมขนาดแรงทิศ +X = ผลรวมขนาดของแรงทิศ -X
ผลรวมขนาดแรงทิศ +Y = ผลรวมขนาดของแรงทิศ -Y ผลรวมขนาดแรงทิศ +Z = ผลรวมขนาดของแรงทิศ -Z

25 2 กรณี จะเกิดจากกรณีต่อไปนี้
2.1 ถ้า จะได้ว่า

26 z y x

27 2.2 ถ้า จะได้ว่า 2.3 ถ้า จะได้ว่า

28 z y x

29 z y x

30 2.4 ถ้า จะได้ว่า

31 z y x

32 3 มวล ( mass;m) คือ ปริมาณฟิสิกส์ที่บอกความสามารถคงสภาพเดิมของวัตถุ ( ความเฉื่อย) เมื่อมีแรงภายนอกมากระทำ มีหน่วย kg มวลของวัตถุเป็นค่าคงที่ ไม่ว่าเราจะวัดมวล ณ ที่ใดในจักรวาล แต่ถ้าวัตถุมีความเร็วสูงมาก ๆ เกือบเท่าความเร็วของแสง มวลจะเปลี่ยนไป

33 มวล และ น้ำหนัก เป็นปริมาณฟิสิกส์ต่างชนิดกัน
อย่าสับสนนะจ๊ะ มวล และ น้ำหนัก เป็นปริมาณฟิสิกส์ต่างชนิดกัน มวล (m) จะเท่าเดิมเสมอ ไม่ว่าวัตถุอยู่ที่ใด เป็นสเกลลาร์ มีหน่วย kg น้ำหนัก คือ แรงดึงดูดหรือแรงโน้มถ่วง ที่ดาวกระทำต่อวัตถุ มีค่าเปลี่ยนแปลงขึ้นกับมวลของดาวและตำแหน่งที่ห่างจากศูนย์กลางดาว เป็นเวกเตอร์ มีหน่วย นิวตัน

34 วัตถุอยู่ในภาวะ “สมดุล”
กฏนิวตันข้อ 1 “ วัตถุ จะคงสภาพหยุดนิ่งหรือการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ถ้าไม่มีแรงภายนอกมากระทำ หรือมี แต่ผลรวมของแรงภายนอก (แรงลัพท์) เท่ากับศูนย์” วัตถุอยู่ในภาวะ “สมดุล”

35 ถ้าวัตถุใดอยู่นิ่ง หรือ มีความเร็วคงที่ แสดงว่า วัตถุนั้น
1 ไม่มีแรงใด มากระทำ 2 มีแรง(ภายนอก)มากระทำ มากกว่า 1 แรงขึ้นไป แต่ผลรวมของแรงเหล่านั้น (แรงลัพธ์) เป็นศูนย์

36 เมื่อวัตถุอยู่ในกฏข้อ 1 ของนิวตัน ( ภาวะสมดุล )

37 กฏนิวตันข้อ 1 นี้ ใช้ได้เฉพาะกรณีผู้สังเกตอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เทียบกับจุดหรือแกนอ้างอิงที่ปราศจากความเร่ง ซึ่งเราเรียกแกนอ้างอิงนี้ว่า กรอบเฉื่อย

38 กฏนิวตันข้อ 2 “ถ้าผลรวมของแรงภายนอก(แรงลัพท์)ไม่เท่ากับศูนย์ วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง โดยความเร่งมีทิศเดียวกับทิศแรงลัพธ์และมีขนาดเป็นปฏิภาคผกผันกับมวล” อย่าลืม ความเร่ง มีทิศเดียวกับทิศแรงลัพธ์เสมอ แต่แนวการเคลื่อนที่มีทิศใดก็ได้

39 4 kg วัตถุมีความเร็วไม่คงที่ เส้นทางเคลื่อนที่อาจไม่เป็นเส้นตรง แต่ความเร่งจะคงที่เสมอ โดยมีทิศเดียวกับแรงลัพธ์

40 กฏนิวตันข้อ 3 “ ทุกแรงกิริยา จะมีแรงปฏิกิริยาซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่ทิศตรงข้ามเสมอ”

41 ลักษณะสำคัญของแรงกิริยาและปฏิกิริยา
1 เกิดพร้อมๆกัน หายไปพร้อมๆ กัน 2 มีการเกิดเป็นเหตุซึ่งกันและกัน 3 เมื่อพูดกลับ จะเป็นชื่อของอีกแรงหนึ่ง เช่น ถ้าแรงที่เราดึงวัตถุเป็นแรงกิริยา แรงที่วัตถุดึงเราจะเป็นคู่ปฏิกิริยา

42 ตัวอย่างแรงคู่กิริยา-ปฏิกิริยาที่สำคัญ
แรงที่ดาวดึงวัตถุ = แรงกิริยา แรงที่วัตถุดึงดาว = แรงปฏิกิริยา

43 ตัวอย่างแรงคู่กิริยา-ปฏิกิริยาที่สำคัญ
แรงวัตถุกดพื้น = แรงกิริยา แรงพื้นดันวัตถุ = แรงปฏิกิริยา

44 ตัวอย่างแรงคู่กิริยา-ปฏิกิริยาที่สำคัญ
แรงเพดานดึงเชือก=ปฏิกิริยา เพดาน เพดาน แรงเชือกดึงเพดาน=กิริยา แรงเชือกดึงวัตถุ=กิริยา แรงวัตถุดึงเชือก=ปฏิกิริยา