วันเสาร์ที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2554

physics in our life

การเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวราบ      
         
credit:http://patchada.renunakhon.ac.th/phy30201/circular/horizontal-circular-motion.jpg
การเคลื่อนที่แบบวงกลม
                วัตถุเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง แสดงว่ามีแรงกระทำในทิศแนวเดียวกับการเคลื่อนที่ไม่ว่าจะมีทิศทางเดียวกัน หรือตรงกันข้ามผลจะทำให้การเคลื่อนที่นั้นเคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือช้าลง โดยแนวการเคลื่อนที่จะอยู่ในแนวเดิม 
เส้นตรง )
วัตถุจะเคลื่อนที่เป็นแนวโค้งแบบโพรเจกไทล์ เมื่อมีแรงกระทำต่อวัตถุนั้นในแนวทำมุมใดๆกับการเคลื่อนที่ตลอดเวลา
                แต่ถ้าวัตถุใดมี
แรงกระทำต่อวัตถุนั้นในทิศทำมุม 90 องศากับทิศการเคลื่อนที่ผลจะ
ทำให้
วัตถุนั้นเคลื่อนที่เป็นแนวโค้งแบบวงกลม  แรงที่มีทิศเข้าสู่ศูนย์กลาง
เรียกแรงนี้ว่า แรงสู่ศูนย์กลาง    ( ) ดังรูป 1.
รูป 1.  วัตถุที่ถูกแกว่งเป็นวงกลม  และ รถจักรยายนต์ไต่ถัง
จากกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2  ของนิวตัน วัตถุจะเปลี่ยนไปจากสภาพเดิม เมื่อมีแรงที่ไม่เท่ากับศูนย์มากระทำ   แสดงว่าแรงลัพธ์ที่มากระทำต่อวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นแนวโค้งแบบวงกลม จะต้องเป็น แรงสู่ศูนย์กลาง  ดังนั้นสมการของแรงสู่ศูนย์กลางจะได้ดังนี้
                                จาก                         
                                จะได้                             
รูป 2.  แสดงทิศของความเร่งของวัตถุ ที่เคลื่อนที่แบบวงกลม
         จากรูป 2. เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ()ในช่วงเวลา t  จะเกิดความเร่งของวัตถุขึ้นดยความเร่งจะมีทิศเข้าสู่ศูนย์กลางตลอดการเคลื่อนที่ ่จึงเรียกความเร่งนี้ว่า ความเร่งสู่ศูนย์กลาง   จะได้        

                                                    
credit:http://patchada.renunakhon.ac.th/phy30201/circular/pic3.jpg
                                             รูป 3 
แสดงองค์ประกอบของความเร็ว 


จากรูป 3. ในแนวแกน x  จะไม่เกิดความเร่ง เนื่องจาก ขนาดและทิศทางของความเร็วไม่เปลี่ยนแปลง แต่ในแนวแกน y จะเกิดความเร่งเนื่องจากทิศทางของความเร็วเปลี่ยนไป จะได้
                                             
                                                                                      ,
                                             เมื่อ     เป็นมุมเล็กมากๆ  จะได้  sin =  จะได้                                  
                                                                                                                      
         เมื่อ    เป็นมุมเล็กมากๆ  จะได้  ความเร่ง  ที่เกิดขึ้นจะอยู่ในแนวแกน y  และ มีทิศเข้าสู่ศูนย์กลาง ดังนั้นความเร่งนี้จึงเป็น ความเร่งเข้าสู่ศูนย์กลาง 
                                                                                              
                                จะได้                   
                                                           
                                                                             
การประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน
การประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันอย่างง่ายๆของเรื่องนี้ที่ผมคิดว่าผู้อ่านก็อาจจะไม่ทราบเช่นการเลี้ยวรถของมอเตอร์ไซรับจ้างการที่เราจะเลี้ยวรถไม่ให้รถล้มนั้เราต้องเลี้ยวให้ได้องศาที่พอเหมาะกับสภาพแรงต้านทานของล้อรถหรือแม้แต่การโคจรของดวงจันทร์ที่หมุนรอบโลกของเราดวงจันทร์ต้องหมุนรอบโลกเราด้วยความเร็วคงที่ถ้าดวงจันทร์หมุนเร็วไปก็จะทำให้หลุดออกจากวงโคจรเหมือนน้องพลูโตอดีดดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ของเราหรือถ้าดวงจันทร์หมุนรอบโลกเราช้าไปก็จะทำให้ดวงจันทร์ถูกดูดเข้ามาใกล้โลกได้
ล้อ�ละเพลา, รถเลี้ยวทางโค้ง, วงเลี้ยว, เทคนิค�ลไ��ารบังคับเลี้ยว

การเลี้ยวรถ