Downloaded 262 times
สมดุลกล
- 1. สมดุลกล สภาพสมดุล (Equilibrium) คือสมดุลที่เกิดขึ้นในขณะที่ วัตถุอยู่ในสภาพนิ่ง หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ถ้า แรงลัพธ์ที่กระทำาต่อวัตถุมีค่าเป็นศูนย์ สมดุลจะแบ่งเป็น 1. สมดุลสถิต (Static Equilibrium) เป็นสมดุลของ วัต ถุขณะอยู่นิ่ง 2. สมดุลจลน์ (Kinetic Equilibrium) เป็นสมดุลของ วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (a = 0) เมื่อพิจารณาการ เคลื่อนที่เป็นหลัก จะมีเงื่อนไขสมดุลอยู่ 2 อย่างคือ 1. สมดุลต่อการเลื่อนที่ คือ วัตถุอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ n ด้วยความเร็วคงตัว จะมีค่า ∑F = 0 i =1 2. สมดุลต่อการหมุน คือ วัตถุมีอัตราการหมุนคงตัว n ผลรวมของโมเมนต์ ∑M = 0 i =1 หลักที่นำามาใช้ในการคำานวณในกรณีที่วัตถุสมดุลต่อการ เลื่อนที่ คือ 1. แตกแรง ∑ F x = 0 ⇒ ผลรวมของแรงทางด้านขวา = ผลรวมของ แรงทางด้านซ้าย ∑ F y = 0 ⇒ ผลรวมของแรงทางด้านบน = ผลรวมของ แรงทางด้านล่าง 2. ทฤษฎีลามี (กฎของ sine) แรง 3 แรงมากระทำากันที่จุด ๆ หนึ่ง และอยู่ในภาวะ สมดุล อัตราส่วนของแรงต่อ sin ของมุมตรงข้ามย่อมมีค่า เท่ากัน F1 F2 F3 = = sin θ sin β sin α 3. สามเหลี่ยมแทนแรง ถ้ามีแรง 3 แรงกระทำาร่วมกันที่จุด ๆ หนึ่ง และอยู่ใน ภาวะสมดุลโดยทิศของแรงทั้ง 3 แรงตั้งฉากกับด้านทั้ง 3 ของสามเหลี่ยมจะได้อัตราส่วนขนาดของแรงต่อด้าน
- 2. ที่แรงนั้นตั้งฉากอยู่ แรงเสียดทาน ลักษณะของแรงเสียดทาน 1. ไม่ขึ้นกับจำานวนพื้นที่ผิวสัมผัส 2. ไม่ขึ้นกับความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ และมีทิศตรง ข้ามการเคลื่อนที่ของวัตถุ 3. ขึนอยู่กับแรงที่วัตถุกดพื้นในแนวตั้งฉาก หรือ ้ แรงปฏิกิริยาของ พื้นในแนวตั้งฉาก 4. ขึนกับพื้นผิวสัมผัส เช่น ขรุขระ หรือเรียบ ้ แรงเสียดทานแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ 1. แรงเสียดทานสถิต (fs) เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้น ในขณะที่วัตถุอยู่นิ่ง จนถึงเริ่มต้นเคลื่อนที่ f = µ sN s fs = แรงเสียดทาน หน่วยเป็นนิวตัน µ s = สัมประสิทธิแรงเสียดทานสถิต N = แรงต้านของพื้นในแนวตั้งฉาก หน่วยเป็นนิวตัน 2. แรงเสียดทานจลน์ (fk) เป็นแรงเสียดทานขณะวัตถุ กำาลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ซึ่งจะมีค่าน้อยกว่าแรง เสียดทานสถิต f =µ N k k มุมของความเสียดทาน θ ถ้าวัตถุอยู่บนพื้นเอียงแล้ววัตถุลื่นไถลลงมาตามพื้นเอียง ด้วย ความเร็วคงที่ มุมที่พื้นระนาบเอียงกระทำากับแนว ระดับ คือ มุมของความเสียดทาน ( θ) f = mg sin θ N = mg cos θ f mg sin θ = N mg cos θ f µ= = tan θ N โมเมนต์ โมเมนต์ (M) = แรง x ระยะทางตั้งฉากจากจุดหมุนถึง แนวแรง หน่วยเป็นนิวตัน - เมตร (N-m)
- 3. M = F× โมเมนต์ของแรงคู่ควบ- เมื่อมีแรงคู่ควบกระทำาต่อ วัตถุ วัตถุจะเกิดการหมุน ดังนันโมเมนต์แรงคู่ควบ หา ้ จาก แรง 1 แรง × ระยะทางตั้งฉากระหว่างแนวแรง การได้เปรียบเชิงกล (MA) คือ อัตราส่วนของแรงที่ได้จาก เครื่องกล กับแรงที่ให้กับเครื่องกล F0 MA = F1 F0 = แรงทีได้จากเครื่องกล ่ F1 = แรงที่ให้กับเครื่องกล แบบฝึกหัด 1) 2)
- 4.
- 5. 9) 10) เฉลย 1)
- 6.
- 7.
- 8.