แรงเสียดทาน
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

แรงเสียดทาน

on

  • 24,636 views

เพื่อเป็นวิทยาธารแก่ผู้สนใจครับ ...

เพื่อเป็นวิทยาธารแก่ผู้สนใจครับ คิดเห็นอย่างไรติชมด้วยละกันครับจักได้นำไปปรับปรุงแก้ไขในโอกาสต่อไป

Statistics

Views

Total Views
24,636
Views on SlideShare
24,558
Embed Views
78

Actions

Likes
2
Downloads
144
Comments
7

2 Embeds 78

http://horizon102.exteen.com 71
http://touch.exteen.com 7

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel

17 of 7 Post a comment

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    แรงเสียดทาน แรงเสียดทาน Presentation Transcript

    • เรียนฟิสิกส์กับครูเอ็ม แรงเสียดทาน Friction
    • แรงเสียดทาน หมายถึง แรงที่ต่อต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงเสียดทานเกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุกับผิวของพื้น
    • ปัจจัยที่มีผลต่อแรงเสียดทานมีดังนี้ 1. น้้าหนักของวัตถุ วัตถุที่มีน้้าหนักกดทับลงบน พื้นผิวมักจะมี แรงเสียดทานมากกว่าวัตถุที่มีน้้าหนักกด ทับลงบนพื้นผิวน้อย 2. พื้นผิวสัมผัส ผิวสัมผัสที่เรียบจะเกิดแรงเสียดทาน น้อยกว่าผิวสัมผัสที่ขรุขระ ปัจจัยที่มีผลต่อแรงเสียดทาน
    • ประเภทของแรงเสียดทาน 1. แรงเสียดทานสถิต (Static friction) เป็นแรงเสียดทานที่ เกิดขึ้นตั้งแต่วัตถุอยู่นิ่งจนกระทั่งวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ ใช้สัญลักษณ์ fs กรณีออกแรง F กระท้ากับวัตถุแล้ววัตถุเคลื่อนที่ได้ พอดี แรงเสียดทานสถิตพอดีเคลื่อนที่หรือแรงเสียดทานสถิต ณ ขีดจ้ากัด มีค่าเท่ากับแรงที่กระท้ากับวัตถุในแนวราบซึ่งพอดีท้าให้วัตถุ เคลื่อนที่ดังรูป
    • 2. แรงเสียดทานจลน์ (Kinetic friction) เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นขณะวัตถุเคลื่อนที่ ด้วยความเร็วคงที่ ใช้สัญลักษณ์ fk
    • รูป แสดงลักษณะของแรงเสียดทาน
    • กิจกรรมตรวจสอบความเข้าใจ จงตอบค้าถามต่อไปนี้ให้ถูกต้อง 1. จากรูปและกราฟแสดงแรงดึงต่อน้้าหนักของวัตถุ เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ กับเมื่อวัตถุเคลื่อนที่แล้วแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร
    • 2. ในการลากแผ่นไม้ไปบนดินสอกลมเกลี้ยง 4 แท่ง กับลากแผ่น ไม้ไปบนพื้นโต๊ะ นักเรียนคิดว่าการออกแรงลากแผ่นไม้ทั้ง 2 สถานการณ์แตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร 3. ถ้านักเรียนต้องการลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสควร ท้าอย่างไร
    • สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน (Coefficient of friction = ) เป็นค่าตัวเลขที่แสดงว่าเกิดแรงเสียดทานขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุ 2 สิ่ง มากน้อยเพียงใด ใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัวอักษร  (มิว) ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน () = แรงที่ดึงวัตถุให้เคลื่อนที่ แรงที่กดทับลงบนผิวสัมผัส
    • สูตร µ = หรือ µ = µ = สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน F = แรงที่ดึงวัตถุ f = แรงเสียดทาน W = แรงที่กดทับหรือน้าหนักของวัตถุ N = แรงปฏิกิริยาในแนวตังฉาก N f W F
    • ประโยชน์ของแรงเสียดทาน ประโยชน์ของแรงเสียดทาน ลักษณะการเกิดแรงเสียดทาน 1. ช่วยให้รถยนต์แล่นไปข้างหน้าได้ ยางรถยนต์จึงมี ร่องยางช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะถนน การ ยึดเกาะถนนเรียกว่า ดอกยาง 2. ช่วยให้รถยนต์ถอยหลังได้ ยางรถยนต์จึงมี ลวดลายดอกยางเพื่อช่วยในการยึดเกาะถนน
    • ประโยชน์ของแรงเสียดทาน ลักษณะการเกิดแรงเสียดทาน 3. การเดินบนพื้นต้องอาศัยแรงเสียดทาน จึงควรใช้รองเท้าที่มีพื้นเป็นยางและมีลวดลายขรุขระ ไม่ควรใช้รองเท้าแบบพื้นเรียบ เนื่องจากพื้นเรียบ แรงเสียดทานน้อยจะทาให้ลื่น 4. นักฟุตบอลใช้รองเท้าพื้นตะปู เพื่อเพิ่มแรงเสียด ทานทาให้มีแรงยึดเกาะกับพื้นสนามช่วยให้วิ่งเร็วขึ้น
    • โทษของแรงเสียดทาน โทษของแรงเสียดทาน การลดแรงเสียดทาน 1. เกิดความฝืดในเครื่องจักรกล ทาให้เกิด การสูญเสียพลังงานในการขับเคลื่อน เครื่องยนต์ และเกิดความร้อนจากการ ขัดสีทาให้เครื่องยนต์สึกหรอ 2. อากาศต้านการเคลื่อนที่ของรถยนต์ ทา ให้รถยนต์แล่นได้ช้ากว่าที่ควรจะเป็น 3. แรงจากกระแสน้าต้านการเคลื่อนที่ของ เรือ 1. สามารถลดแรงเสียดทานได้ด้วยการ - ใส่น้ามันหล่อลื่น - ใส่บุชกันไม่ให้เหล็กเสียดสีกัน - ใส่ลูกปืน 2. การผลิตรถยนต์ให้มีรูปร่างเพรียวลม 3. การผลิตเรือให้มีรูปร่างเพรียว ไม่ต้าน กระแสน้า
    • กิจกรรมตรวจสอบความเข้าใจ จงตอบคาถามต่อไปนี้ให้ถูกต้อง 1. หนังสือที่วางอยู่บนโต๊ะเกิดแรงเสียดทานหรือไม่ เพราะเหตุใด 2. การออกแรงผลักวัตถุหนัก 15 นิวตัน เกิดแรงเสียดทานหรือไม่ อย่างไร 3. ขณะที่รถยนต์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าแต่ล้อรถยนต์จะหมุนไปข้างหลัง เป็น เพราะเหตุใด 4. จากข้อ 3 แสดงว่า ถ้าจะให้รถยนต์เคลื่อนที่ไปได้ด้วยดีและปลอดภัยนั้น ควรทาอย่างไร 5. จงยกตัวอย่างของกิจกรรมที่ไม่ต้องการใช้ประโยชน์ของแรงเสียดทาน และ วิธีลดแรงเสียดทานมา 3 ตัวอย่าง
    • ตัวอย่าง จงหาค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุที่วางอยู่ บนโต๊ะ มีน้้าหนักของวัตถุหรือแรงกดทับ 100 นิวตัน ออกแรงดึง 40 นิว ตันในแนวราบ วิธีคิด จากสูตร แรงดึง = 40 นิวตัน แรงกดของวัตถุ = 100 นิวตัน แทนค่า ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานเท่ากับ 0.4 หมายเหตุ ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานไม่มีหน่วย แรงที่ดึงวัตถุให้เคลื่อนที่ แรงที่กดทับลงบนผิวสัมผัส สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน = 40 นิวตัน 100 นิวตัน สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน =
    • ตัวอย่าง ออกแรง 10 นิวตัน ดึงท่อนไม้มวล 2 กิโลกรัม ซึ่งวางอยู่บน พื้นโต๊ะ ปรากฏว่าท่อนไม้เริ่มเคลื่อนที่ สัมประสิทธิ์ของความเสียดทานของ ผิวสัมผัสระหว่างไม้และพื้นโต๊ะมีค่าเท่าใด วิธีคิด จากสูตร  = F = 10 N W = mg = 2 x 10 = 20 N แทนค่า  = = 0.5 W F N20 N10
    • ตัวอย่าง กล่องใบหนึ่งวางบนพื้นที่มีสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานเท่ากับ 0.25 เมื่ออกแรงผลักกล่องนี้ 150 นิวตัน กล่องใบนี้จึงเริ่มเคลื่อนที่ กล่องใบ นี้มีมวลกี่กิโลกรัม กาหนดให้ g = 10 m/s2 วิธีคิด จากสูตร µs ไม่มีหน่วย F = f s = 150 นิวตัน N f s N 1500.25  นิวตัน600 0.25 150N  mgN  กิโลกรัม6010xm600 
    • แบบฝึกหัด 1. ท่อนไม้มวล 1 kg วางอยู่บนโต๊ะ เมื่อออกแรง 4 N ดึงไม้ท่อนนี้ไม้เริ่ม เคลื่อนที่ได้พอดี สัมประสิทธิ์ของความเสียดทานของผิวสัมผัสคู่นี้ มีค่าเท่าใด 2. วัตถุเริ่มเคลื่อนที่ เมื่อได้รับแรงฉุด 15 N ในแนวราบกับพื้น ในกรณีที่วัตถุนี้ถูก ฉุดด้วยแรง 9 N แรงเสียดทานสถิต มีค่าเท่าใด 3. วัตถุมวล 2 kg เคลื่อนที่ไปบนโต๊ะ มีแรงเสียดทานสถิตสูงสุด 4 จงหาว่า สัมประสิทธิ์ของความเสียดทานจลน์ มีค่าเท่าใด
    • แบบฝึกหัด 4. วางวัตถุมวล 120 กิโลกรัมบนผิวราบ จงหาน้้าหนักของวัตถุที่กดพื้นเอาไว้และ แรงปฏิกิริยาของพื้นที่กระท้าต่อวัตถุ 5. เมื่อออกแรงลากวัตถุมวล 100 กิโลกรัมที่วางบนพื้นราบ พบว่าเมื่อออกแรงดึง วัตถุขนาด 20 นิวตัน วัตถุเริ่มเคลื่อนที่พอดี จงหาแรงเสียดทานสถิตและ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต 6. จงหาแรงเสียดทานสถิตที่กระท้าต่อมวล 80 กิโลกรัมของพื้นที่มีสัมประสิทธิ์ ความเสียดทานสถิต 0.2 เมื่อไม่มีแรงใด ๆ กระท้าต่อมวลดังกล่าว
    • ปัญหา 1. แรงเสียดทานมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับสิ่งใด 1.1 พื้นผิวสัมผัส (พื้นผิวขรุขระ , พื้นผิวเรียบ) 1.2 น้้าหนักที่กดลงบนผิวสัมผัส ( น้้าหนักมาก , น้้าหนักน้อย) 2. ขณะที่ถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่กับเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว คงตัวแรงดึงถุงทรายเท่ากันหรือไม่ ไม่เท่ากัน
    • ตั้งสมมติฐาน ข้อ 1.1 ถ้าพื้นผิวสัมผัสมีผลต่อแรงเสียดทานแล้ว ผิวขรุขระจะมีแรง เสียดทานมากกว่าผิวเรียบ ข้อ 1.2 ถ้าน้้าหนักที่กดลงบนผิวสัมผัสมีผลต่อแรงเสียดทานแล้ว น้้าหนักมากจะมีแรงเสียดทานมากกว่าน้้าหนักน้อย ข้อ 2 ถ้าออกแรงดึงถุงทรายขณะที่ถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่กับเคลื่อนที่ ด้วยความเร็วคงตัวไม่เท่ากันแล้ว ออกแรงดึงถุงทรายขณะเริ่มเคลื่อนที่ มีค่ามากกว่าขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว
    • กิจกรรมที่ 4 เรื่อง แรงเสียดทาน วันที่ ......................................... จุดประสงค์การทดลอง เพื่อทดสอบสมมติฐาน 2 ข้อ เกี่ยวกับแรงเสียดทาน วิธีท้า ลอกในหนังสือหน้า 20
    • ตารางบันทึกผลการทดลอง จ้านวนถุงทราย (ถุง) แรงดึงถุงทราย(N) ขณะที่ถุงทราย หยุดนิ่ง จะเริ่มเคลื่อนที่ เคลื่อนที่ด้วย ความเร็วคงตัว 1 2 3
    • เมื่อหุ้มถุงทรายที่อยู่ล่างสุดด้วยพลาสติก จ้านวนถุงทราย (ถุง) แรงดึงถุงทราย(N) ขณะที่ถุงทราย หยุดนิ่ง จะเริ่มเคลื่อนที่ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว 1 2 3
    • ค้าถาม 1. ขณะถุงทรายวางนิ่งบนพื้นโต๊ะโดยที่ยังไม่ออกแรงดึงถุงทราย มีแรงใดกระท้าต่อถุงทรายบ้าง จงเขียนแผนภาพประกอบ และแรงลัพธ์ที่กระท้าต่อถุงทรายเป็นเท่าใด มีแรงโน้มถ่วงของโลก และแรงที่พื้นกระท้าต่อถุงทราย
    • 2. ขณะออกแรงดึงถุงทราย แต่ถุงทรายไม่เคลื่อนที่ มีแรงใดกระทาต่อถุงทรายบ้าง จงเขียนแผนภาพ ประกอบ และแรงลัพธ์ที่กระทาต่อถุงทรายเป็นเท่าใด โดยมีแรงลัพธ์ที่กระทาต่อถุงทรายเป็นศูนย์
    • 3. ขณะออกแรงดึงถุงทรายให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว มีแรงใดกระท้าต่อถุงทรายบ้าง จงเขียนแผนภาพประกอบ และแรงลัพธ์ที่กระท้าต่อถุงทรายเป็นเท่าใด แรงลัพธ์ที่กระท้าต่อถุงทรายเท่ากับศูนย์
    • 4. ขนาดของแรงที่ใช้ดึงถุงทรายมีค่าสูงสุดเท่าใด ขณะนั้น ถุงทรายเคลื่อนที่หรือไม่ อย่างไร 5. แรงเสียดทานเกิดขึ้นตรงส่วนใดของถุงทราย และมีทิศทางใด (ดูผลจากตารางการทดลอง) ขณะนั้นถุงทรายยังไม่ เคลื่อนที่แต่ก้าลังจะเคลื่อนที่ แรงเสียดทานมีค่าสูงสุด ระหว่างผิวถุงทรายกับพื้น และมีทิศทางตรงข้ามกับ ทิศทางการเคลื่อนที่ของถุงทราย
    • 6. ในขณะที่ใช้แรงดึงถุงทรายมีค่าสูงสุด แรงเสียดทานที่กระทา ต่อถุงทรายมีค่าเท่าใด ทราบได้อย่างไร 7. การเพิ่มจานวนถุงทราย มีผลต่อแรงเสียดทานหรือไม่ อย่างไร ขณะที่ออกแรงดึงถุงทรายมีค่าสูงสุด แรงเสียดทานมีค่ามากที่สุด เช่น การดึงถึงทรายจานวน 1 ถุง แรงดึงถุงทรายขณะที่ถุงทรายเริ่มจะ เคลื่อนที่แรงดึงถุงทรายมีขนาดเท่ากับ 1.6 นิวตัน (ดูจากผลการทดลอง) การเพิ่มจานวนถุงทรายมีผลทาให้แรงเสียดทานมีค่ามากขึ้น เนื่องจากเมื่อ เพิ่มจานวนถุงทราย จะทาให้แรงกดบนพื้นมากขึ้น ในขณะเดียวกันแรงที่ พื้นกระทาต่อถุงทรายจะมีค่ามากขึ้น ดังนั้นขนาดของแรงเสียดทานจึงมีค่า เพิ่มขึ้น
    • 8. การหุ้มถุงทรายด้วยถุงพลาสติกมีผลต่อแรงเสียดทานหรือไม่ อย่างไร การหุ้มถุงทรายด้วยถุงพลาสติก จะท้าให้ผิวสัมผัสเรียบและ ลื่นมากขึ้นจึงส่งผลให้แรงเสียดทานมีขนาดลดลง
    • สรุปผลการทดลอง 1. แรงเสียดทานเป็นแรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัส มีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางที่ผิวสัมผัสเคลื่อนที่ 2. แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงกระท้าแต่วัตถุยังไม่เคลื่อนที่เรียกว่า แรงเสียดทานสถิต ขนาดของแรงเสียดทานสถิตขึ้นกับขนาดของแรงภายนอก ที่มากระท้า ลักษณะผิวสัมผัส และขนาดของแรงกระท้าในแนวตั้งฉากกับ ผิวสัมผัส 3. แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะวัตถุก้าลังเคลื่อนที่ เรียกว่าแรงเสียดทาน จลน์ ขนาดของแรงเสียดทานขึ้นอยู่กับลักษณะผิวสัมผัส และขนาดของแรง ที่กระท้าในแนวตั้งฉากกับผิวสัมผัส
    • กระดูกข้อต่อ
    • การเคลื่อนที่ของรถยนต์บนทางตรงและทางโค้ง W คือ น้าหนักของรถยนต์ (แรงที่โลกกระทาต่อรถยนต์) มีทิศลงในแนวดิ่ง N คือ แรงที่พื้นถนนกระทาต่อรถยนต์ มีทิศขึ้นในแนวดิ่ง f1 คือ แรงเสียดทานระหว่างยางรถและพื้นถนน มีทิศทางเดียวกับทิศการ เคลื่อนที่
    • Thank you For Attention