แรงและการเคลื่อน

แรงและการเคลื่อนที่ 

1.แรง

แรง หมายถึง สิ่งที่เข้าไปกระทำต่อวัตถุแล้วทำให้วัตถุนั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพของวัตถุ แรงมีหน่วยเป็น นิวตัน ลักษณะของแรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีทั้งขนาดและทิศทาง

ปริมาณทางฟิสิกส์ มี 2 แบบ

-ปริมาณเวกเตอร์ หมายถึง ปริมาณที่มีทั้งขนาดละทิศทาง เช่น แรง ความเร็ว ความเร่ง

-ปริมาณสเกลาร์ หมายถึง ปริมาณที่มีแต่ขนาด เช่น เวลา พลังงาน ความยาว

2.การเคลื่อนที่

กระบวนการอย่างหนึ่งที่ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงตำแหนง

2.1 การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง

การเคลื่อนที่ของวัตถุที่เป็นแนงเส้นตรงโดยมีความสัมพันธ์ระหว่างความเร็ว เวลา ความเร่ง และระยะทาง แบ่งออกเป็น 2 แบบ

-การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงที่ไปในทิศทางเดียวกัน เช่นการโยนวัตถุตรงๆ

-การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงแต่มีการเคลื่อนที่กลับทิศด้วย เช่น การที่รถไปข้างหน้าแล้วรถเกิดการเลี้ยวกลับ

2.1.1 การรคำนวณหาความเร็ว อัตราเร็ว และความเร่ง

ความเร็ว คือ ระยะทางกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ใน 1 หน่วยวินาที มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที  หาได้จากสูตร

ความเร็วเฉลี่ย=การกระจัด/เวลา

อัตราเร็ว คือระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ใน 1 หน่วยเวลา หาได้จากสูตร

V=s/t

V=อัตราเร็วเฉี่ย

S=ระยะทาง

T=เวลา

ความเร่ง คือ ความเร็วที่เพิ่มขึ้นใน 1 หน่วยเวลา  หาได้จากสูตร    

A=v2-v1/t2-t1

*ขนาดของความเร่งเนื่องจกแรงโน้มถ่วงของโลกมีค่าประมาณ 9.8 เมตรต่อวินาที*

-ความหน่วงในการเคลื่อนที่ของวัตถุ คือ ความเร่งที่มีทิสทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ จะมีเครื่องหมายลบ

2.2การเคลื่อนที่ในแนวโค้ง

เป็นการเคลื่อนที่ผสมระหว่างการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและในแนวราบโดยจะมีแรงโน้มถ่วงมาเกียวข้อง จะมีทิศทางพุ่งเข้าหาศูนย์กลางของโลกเสมอ หาได้จากสูตร

W=mg

W=แรงที่กระทำต่อวัตถุ

M=มวลของวัตถุ

G=แรงโน้มถ่วงของโลก

2.3 การเคลื่อนที่แบบวงกลม

การเคลื่อนของวัตถุเป็นวงกลมรอบจุดศูนย์กลางจะมีแรงเข้าสู่ศูนย์กลางทำให้วัตถุมีการ

หมุนเป็นวงกลม 

3.แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยา

เมื่อออกแรงผลักวัตถุจะสังเกตว่าจะมีแรงตอบโต้กลับมา แรงที่เราออกแรงไปเรียกว่า แรงกิริยา และ แรงที่ตอบโต้กลับมาจะเรียกว่าแรงปฏิกิริยา

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน

ขอที่1. วัตถุจะรักษาสภาพอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในแนวเดียวกันนอกจากจะมีแรงลัพธ์ที่มีค่าไม่เป็นศูนย์มากระทำ

ขอที่2.ขนาดของความเร่งนี้แปรผันตรงกับขนาดของแรงลัพธ์และแปรผกผันกับมวลของวัตถุ

ข้อที่3.แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาจะมีขนาดเท่ากันเเละทิศทางตรงกันข้ามกัน

4.แรงพยุง

แรงที่ช่วยให้วัตถุลอยในของเหลวโดยมีขนาดข้นอยู่กับความหนาแน่ของของเหลวและปริมาตรของวัตถุ เมื่อวัตถุมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำวัตถุจะไม่จม เมื่อวัตถุมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับน้ำวัตุจะลอยอยู่ปริ่มน้ำ เมื่อวัตถุมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำวัตถุจะจมอยู่ในน้ำ เมื่อวัตถุอยู่นิ่งในน้ำจะมีแรงลัพธ์เป็นศูนย์

5.แรงเสียดทาน

แรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งเกิดขึ้นระหว่างผิงสัมผัสของวัตถุเกิดขึ้นทั้งขณะที่เคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่ โดยจะมีทิศทางตรงข้ามกับการเคลื่อนที่

แรงเสียดทานมี 2 ประเภท

-แรงเสียดทานสถิต เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุในภาวะได้รับแรงกระทำแล้วหยุดนิ่ง

-แรงเสียดทานจลน์ เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุในภาวะได้รับแรงกระทำแล้วเกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

การลดแรงเสียดทาน สามารถทำได้โดยการขัดถูผิววัตถุให้มันเรียบ

การเพิ่มแรงเสียดทาน สามารถทำได้โดยการทำลวดลาย

6.โมเมนต์ของแรง

ผลของแรงที่กระทำต่อวัตถุหมุนไปรอบจุดหมุน ดังนั้น ค่าโมเมนต์ของแรง ก็คือผลคูณของแรงกับระยะตั้งฉากจากแนวแรงถึงจุดหมุน มีหน่วยเป็น นิวตัน-เมตร

ชนิดของโมเมนต์แบ่งเป็น 2 แบบ

-โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา

-โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา