Upload
magnus-andersson
View
410
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Fysik åk 7 : Orn vår 2010 Sida 1 av 5
Kraft och rörelse แรงและการเคลื่อนที ่
ในฟสิกส แรง หมายถงึส่ิงซึง่
• ทําใหวัตถุอยูดวยกนั
• ทําใหวัตถุเปล่ียนรูป
• ทําใหวัตถุเปล่ียนความเร็ว
• ทําใหวัตถุเคล่ือนที ่หรือ เปล่ียนทิศทางการเคล่ือนที ่
วัตถุในที่นี้อาจเปนอะไรก็ได ต้ังแต อะตอม ไปจนถงึดวงดาว ตัวอยางของแรงในฟสิกสก็คือ แรงดึง
(dragningskraft) และแรงเสียดทาน(friktionkraft) ตัวอยางเชน เมื่อเราปลอยมือจากของที่เราถืออยูมันจะตก
ลงพืน้(โลก) เพราะวามีแรงดีง แรงที่โลกมีตอวัตถุเรียกกันวาแรงโนมถวง (tygnkraft eller gravitationskraft)
เดิมเช่ือกันวาของหนักตกถงึพืน้กอนของเบา กาลิเลโอ (Galilei) เปนคนแรกที่แสดงวาของหนักและเบาตกถึง
พื้นพรอมกนั โดยการทิ้งลูกกลมที่มนี้าํหนกัตางกันลงมาจากหอคอยเอียงที่เมืองพิซาในประเทศอิตาลี การตก
ลงมาตรงๆ ของวัตถ ุเรียกวา Fritt Fall
เราสามารถวดัขนาดของแรงได หนวยของแรงเรียกวา นิวตัน ยอเปน N ชื่อของหนวยต้ังเพื่อเปนเกียรติแก
(Isaac Newton) ซึ่งคนพบแรงดึงดูดของโลกขณะที่นัง่อยูใตตนแอปเปลและเหน็ลูกแอปเปลตกลงมา เลย ”ปง”
นึกออกวาจะอธิบายเร่ืองราวอยางไร
มวลและน้ําหนัก Massa och tyngd
คําสองคํานี้มกัทําใหนักเรียนสับสน เนื่องจากนักฟสิกสและนักคณิตศาสตรเรียกตางกนั ในทางฟสิกส
มวล หมายถงึวาวัตถนุั้นมีเนื้อสารเทาใด มีหนวยเปน กรัม หรือ กโิลกรัม ขณะที ่ น้าํหนัก เปนแรงที่มากระทํา
เกิดข้ึนเมื่อมีแรงดึงดูดเขามาเกี่ยวของ มีหนวยเปน นวิตัน เพื่อใหงงมากข้ึน ครูจะยกตัวอยางใหดู เมื่อเราไปซื้อ
ขนมมาหนึ่งถงุ เอามาช่ังวาเปน 100 กรัม ทางฟสิกสจะเรียกวา ขนมมมีวล 100 กรัม แตมีน้ําหนักเปน 1 N
สวน 1 N ครูไดมาอยางไรไวคุยกันบทตอไป ตอนนี้อยากใหจําไววา มวลเปนกิโลกรัม น้าํหนักเปน นวิตัน N
แรงกระทาํ และ แรงตาน Kraft och motkraft
ถาเราใชเชือกแขวนเคร่ืองบินจําลองไวใหหอยจากเพดาน ถาเราตัดเชอืก เคร่ืองบินจะตกลงมาทันที
เชือกทาํหนาทีดึ่งเคร่ืองบินไวไมใหตกลงมา แรงที่เชือกดึงเคร่ืองบินไวกคื็อแรงตานแรงดึงดูดของโลก
เราเขียนภาพของแรงโดยใชเสนตรงและมีลูกศรแสดงทศิทางของแรง
Fysik åk 7 : Orn vår 2010 Sida 2 av 5
ในชีวิตประจาํวันเราเจอแรงตานเสมอๆ ถาไม
มีแรงตานเมื่อเราผลักของออกจากตัว มนักน็าจะ
เคล่ือนที่ไปไมหยุด แตที่ของหยุด เปนเพราะมีแรง
ตาน แรงตานที่เกิดจากการเคล่ือนทีท่ี่ผิวสองผิว (ผิว
ของวัตถุสองชนิด) สัมผัสกนั เรียกวา แรงเสียดทาน (Friktion)
ถาเราเล่ือนหนังสือที่วางบนโตะผิวเรียบ เราจะออกแรงไมมาก แตถามีผาปูโตะ เราจะตองออกแรงมาก
ข้ึน ทั้งนี้เพราะมีแรงตานมีขนาดที่ตางกัน ขนาดของแรงเสียดทานข้ึนกบัลักษณะของพื้นผิวเชนผิวเรียบหรือไม
เรียบ ขนาดของผิวสัมผัสวามากหรือนอย ถาผิวสัมผัสนอยแรงเสียดทานก็นอย แนวคิดนี้ทาํใหเกดิการคนพบ
อันมีชื่อของชาวสวเีดน kulllager ที่ใชในการลดแรงเสียดทานในเคร่ืองมือตางๆ
เราอาจลดแรงเสียดทานไดหลายวธิี (เราลดความเสียดทานเพื่อจะไดออกแรงนอยลง)
• ใช kulllager
• ใชน้ํามนัหลอล่ืน
• ขัดผิวใหเรียบ
• ใชแรงแมเหล็ก หรือ แรงลม ยกวัตถุข้ึนไมใหมีผิวสัมผัส
แรงเสียดทานนั้นไมใชวาไมดีเสมอไป แรงเสียดทานท่ีดีก็มี เชน เบรครถ ทาํใหเราหยุดรถไดตามทีเ่รา
ตองการ ในบางกรณีเราก็อยากใหวัตถเุคล่ือนที่ไมเร็วมาก เราก็ตงเพิม่แรงเสียดทานใหกบัผิวสัมผัส โดย
• ใชทราย
• ดามจับทีม่ีหยกั หรือ หยาบ
• โรยแปงหรือผงบางอยาง
• Vinterdäck
จุดศุนยถวง Tyngpunkt
ถาใหเราเดินบนกระเบ้ืองแผนเดียวบนพื้นหอง เราก็จะเดินตามปกติสบายๆ แตถาใหเราเดินบนขอบ
ทางเดินที่มีขนาดกวางเทากบักระเบ้ืองแผน เราจะเร่ิมรูสึกวา เราเดินเอียงซายเอียงขวา ทัง้นีเ้พราะเรา
พยายามหาสมดุลย (balans)ใหน้าํหนักตัวตกลงบนขอบจะไดไมตกลงไป
Fysik åk 7 : Orn vår 2010 Sida 3 av 5
จุดที่เปนศูนยกลางของน้าํหนักของวัตถุ เรียกวา จุดศุนยถวง Tyngpunkt ทดลองเอาดินสอวางบนนิว้หนึ่งนิว้
ถาวางตรงกลางที่เปนจุดศุนยถวงพอดี ดินสอจะไมตก
พื้นที่รองรับ Stödyta
พื้นที่ดานลางของวัตถุคือพืน้ที่รองรับน้ําหนัก เมื่อเรายนืพืน้ที่รองรับน้ําหนกัของเราจะอยูระหวางขอบ
เทาทั้งสอง ดังนั้นเมื่อยนือยางสบายๆ คนสวนใหญจึงมกัจะยนืวางเทาหางกันนิดๆ เมื่อเรายนืน้าํหนกัของเรา
จะตกลงตรงกลาง (ดูรูปซาย) ถาเรายนืเทาชิดกันพืน้ที่รองรับน้ําหนักจะแคบกวาเมือ่เรายืนวางเทาหางกัน
ในภาพขวามือ พืน้ที่รองรับน้ําหนกัของโตะไมใชใตขาโตะหากแตเปนพื้นที่ระหวางขาทัง้ส่ี(พืน้ที่สีน้ําเงิน)
ถาหากจุดศุนยถวงตกภายในพ้ืนที่รองรับน้ําหนกั วัตถจุะยังคง
ต้ังอยูไดไมลม แตถาออกไปนอกพืน้ที่รองรับน้ําหนัก วตัถุก็จะลม
การเคลื่อนที่ Rörelse
เมื่อมีแรงมากระทํา วัตถุจะมีการเคลื่อนที ่ถามีแรงกระทํามากกวาหนึ่งแรง วัตถุจะเคล่ือนที่ไปใน
ทิศทางของแรงลัพธ (Resultant) เราหาแรงลัพธไดโดยการนาํแรงมารวมกัน
Tröghetslagen: ของทุกชนิดจะรักษาทศิทางของตนเองหรืออยูกับที่ ถาไมมีแรงภายนอก(แรงอ่ืน)มากระทาํ
Fysik åk 7 : Orn vår 2010 Sida 4 av 5
ภาพนีม้ีคนออกแรงสองคนชวยกนัดึงกลอง ออกแรงไปทางเดียวกนั กลองเคล่ือนที่ไปในทางที่ดึงดวยขนาด
ของแรงที่เปนผลรวมของทัง้สอง (300 + 400 = 700 นิวตัน)
ภาพดานขวา คนสองคนออกแรงดึงเรือไปคนละ
ทาง ผลลัพธออกมาในทิศทางระหวางแรงท้ัง
สอง เฉียงไปทางแรงที่มากกวา
ใหสังเกตวาในกรณีนี้ขนาดของแรงลัพธไมใชการ
นําตัวเลขมาลบกันตรงๆ
คาน Hävstång
เมื่อเราตองการยายของหนกั เชน กอนหนิกอนใหญ เรามักใชวิธกีารนาํไมมางัด เพราะถาเราจับไมหางจากจุด
พอสมควร เราจะออกแรงนอยกวา หลักการนี้เรียกวา คาน Hävstång
ในเร่ืองของคาน มีคําศัพทอีกคําหนึ่งคือโมเมนต โมเมนตคือผลคูณระหวางแรง(kraft) กับระยะหางจาก
จุดหมุน (hävarm)
Fysik åk 7 : Orn vår 2010 Sida 5 av 5
เด็กสองคนเลนไมกระดก ถาเด็กโตนัง่เขาใกลจุดหมนุ ขณะที่เด็กเล็กนั่งปลายไม จนทาํใหโมเมนต
ทางซายเทากนัโมเมนตทางขวา ไมจะอยูในสมดุลย ไมกระดก
ในภาพ
โมเมนตทางซาย = (vänster hävarm) ٠ (vänster kraft) = 1m ٠ 60 kg = 60 N
โมเมนตทางขวา = (höger hävarm) ٠ (höger kraft) = 3m ٠ 20 kg = 60 N
จากหนงัสือ: Fysik, Titano s. 70‐80
Fysik, Spektrum s. 89‐105
Link ที่นาสนใจ
http://elearning.nectec.or.th/index.php?mod=Courses&op=showcontent&cid=85&qid=&lid=856&sid=&page
Hävstångslagen: โมเมนตทางซาย = โมเมนตทางขวา
(vänster hävarm) ٠ (vänster kraft) = (höger hävarm) ٠ (höger kraft)