เรื่อง แรง มวล...

วชา วทยฯ ฟสกส ม. ตน ตอนท 03 - 04

เรอง แรง มวล กฎการเคลอนทของนวตน

โดย พฟารม ปยะวฒน วนราช สถาบนกวดวชา We By The Brain

บทท 2 แรง มวล

และกฎการเคลอนทของนวตน

แรงและมวลคออะไร?

แรง (FORCE : F) คอ ปรมาณทท าใหวตถพยายามเปลยนสภาพการเคลอนท

มวล (mass : m) เปน สมบตทางความเฉอยตอการเปลยนแปลงสภาพการเคลอนท

แรงและมวลคออะไร?

แรง (FORCE : F) เปนปรมาณเวกเตอร มหนวยเปน นวตน (N)

มวล (mass : m) เปนปรมาณสเกลาร มหนวยเปน กโลกรม (kg)

แรงลพธ ถามแรงมากระท ากบวตถ

มากกวา 1 แรง สามารถ รวมแรงใหเปนหนงได

เรยกวาแรงลพธ NET FORCE : F

กรณท 1 ถาแรงทกระท ากบวตถไปทางเดยวกน


กรณท 3 ถาแรงทกระท ากบวตถตงฉากกน

2F1F

กรณท 4 ถาแรงทกระท ากบวตถท ามม ตอกน

2F1F

1F2F F

F1F

2F


F

กรณท 2 ถาแรงทกระท ากบวตถสวนทางกน

F

2F1F

2F1F

กรณท 3 ถาแรงทกระท ากบวตถตงฉากกน

F

1F

2FF

กรณท 4 ถาแรงทกระท ากบวตถท ามมใด ๆ

2 21 2 1 2F F F 2FF cos

2F

1F

F

จงหาแรงลพธในกรณตาง ๆ ตอไปน

1.

2.

3.

4.

10 N

10 N

15 N

15 N

3 N

4 N

5 N

12 N

การแตกแรง แรงหนงแรงใด ๆ สามารถแตกเปน สองแรงยอยทตงฉากกนได

yF

X

y

xF

F

การแตกแรง แรงหนงแรงใด ๆ สามารถแตกเปน สองแรงยอยทตงฉากกนได

yF

X

y

xF

F FARMMIE’S TRICK!

แรงพนฐานทควรรจก 1. น าหนก Weight : W

คอ แรงโนมถวง หรอแรงทโลกดงดดวตถไว

ทศ พงเขาสใจกลางโลก เสมอ

หรอ ทศตามคาความเรงโนมถวง :

W mg

g

m

W mg

2. แรงตงเชอก Tension : T คอ แรงทถกสงไปตามแนวเชอก

ทศ พงออกจากสงทเราสนใจ

.........

เชอกเบา = ไมคดน าหนกเชอก แรงตงจะเทากนทกจดบนเชอกเบา เชอกเสนเดยวกนคลองผานรอกเกลยง แรงตงจะเทากนทกจดบนเชอก

A

A

B

T T B

3. แรงปฏกรยาในแนวตงฉากกบผวสมผส Normal Force : N

คอ แรงทผวสมผสกระท าตอวตถในแนวตงฉากกบผวสมผส ทศ พงออกอยางตงฉากกบผวสมผส

N N N

4. แรงเสยดทาน Friction Force : f คอ แรงทผวสมผสตานการเคลอนทของวตถ

ทศตรงขามทศการเคลอนทของวตถ

แนะน าเพมเตม : นอง ๆ ควรศกษาเรองแรงเสยดทาน อยางละเอยดเพมเตม หวขอแนะน า - ประเภทแรงเสยดทาน - การค านวณหาคาของแรงเสยดทานในเงอนไขการเคลอนทแบบตาง ๆ

a

f

กฎการเคลอนทของนวตน

1nd กฏแหงความเฉอย :

F 0 วตถจะรกษาสภาพการเคลอนท

ค านวณ

(a 0)

นง คงท v

แรงฉด = แรงตาน

= =

2nd กฏแหงความเรง : วตถจะเปลยน

สภาพการเคลอนท

a F

1a

m

F ma

แรงลพธหาจาก แรงฉด - แรงตาน คดเฉพาะ

แรงภายนอก มทศเดยว กบ ก.ค.ท.

มทศตรงขาม กบ ก.ค.ท.

ความเรงม ทศทางเดยว กบทศของ แรงลพท

+ F 0

2nd กฏแหงความเรง :

“ทก ๆ แรงกรยา ตองมแรงปฏกรยากระท าเสมอ” (Action Force) (Reaction Force)

ขนาดเทา ทศตรงขาม หามหกลาง

เพราะกระท ากบวตถคนละชน F

ตอนแรก

ตอนหลง

V

FF

3rd กฏแหงกรรม :

F

เกมกามเทพแผลงศร ตอน.. กฎนวตนขอไหน

จงหาค าตอบทถกตองทสด 1. วตถกอนหนงก าลงเคลอนทจากหยดนงบนพนราบลนดวยแรงขนาด 12 นวตน ดนไปทางซาย ตอมามแรงขนาด 12 นวตน ดนไปทางขวา โดยทแรงเดมยงคงกระท าอย ขอใดกลาวถกตองถงสภาพการเคลอนทของวตถ (แนวเตรยมฯ)

1. วตถอยนง 2. วตถเคลอนทชาลง 3. วตถเคลอนทดวยความเรวคงทไปทางซาย 4. วตถเคลอนทดวยความเรวคงทไปทางขวา

2. แขวนวตถดวยเสนเชอกจากเพดาน แรงปฏกรยาตามกฎขอ 3 ของ นวตนของน าหนกของวตถคอแรงใด (แนวเตรยมฯ)

1. แรงโนมถวงทวตถกระท าตอโลก 2. แรงทเชอกกระท าตอเพดาน 3. แรงทเชอกกระท าตอวตถ 4. แรงทวตถกระท าตอเสนเชอก

W

3. นกเรยนคนหนงออกแรงผลกรถเขนใหเคลอนทไปขางหนา ขอใดสรปเกยวกบขนาดของแรงทรถเขนกระท ากบนกเรยนไดถกตอง (PAT2)

1. มากกวาขนาดของแรงทนกเรยนกระท ากบรถเขนตลอดเวลา 2. เทากบขนาดของแรงทนกเรยนกระท ากบรถเขนตลอดเวลา 3. นอยกวาขนาดของแรงทนกเรยนกระท ากบรถเขนตลอดเวลา 4. มากกวาขนาดของแรงทนกเรยนกระท ากบรถเขนเมอยงเคลอนท แตนอยกวาขนาดของแรงทนกเรยนกระท ารถเขนเมอเคลอนแลว

การค านวณเกยวกบ กฎการเคลอนทของนวตนดวย Farmmie’s STEPs

ก าหนดทศการเคลอนท / ความเรงของมวลตาง ๆ เขยนแรงทจ าเปนตอการค านวณใหครบ มมวล มน าหนก(mg) มผวสมผส มแรงปฏกรยา(N) ม มแรงเสยดทาน(f) เชอกพาดผาน มแรงตง(T)

แตก แรง

ตง สมการ

เขยน รป

ถาจ าเปนใหแตกแรงทงหมดทกระท ากบวตถแตละกอน เปนสองแนว คอ 1) แนวเดยวกบทศ ก.ค.ท. 2) แนวตงฉากกบทศ ก.ค.ท. ตงสมการโดย พจารณา

ตง สมการ

ตงสมการโดย พจารณา

แกนทไมเกดการเคลอนท หรอแกนทวงดวย V คงท

แกนทเกดการเคลอนท ดวยความเรงคงท

แรงฉด – แรงตาน = มวล x ความเรง

!ถาเปนการคดทงระบบ : คดเฉพาะแรงภายนอก แรงตงเชอก (T) และแรงปฏกรยาตางๆ จะเปนแรงภายในจงไมน ามาพจารณา!

ใชกฏนวตนขอ 2

a

F ma ใชนวตนขอ 1 F 0

= =

F m1 m2 F m

มาฝกฝน STEP กนเถอะ เขยน รป

1. วตถ 10 kg วางบนพนลน มแรง F1 ขนาด นวตน และ F2 ขนาด 20 นวตน กระท าดงรป วตถจะมความเรงเทาใด

F1

F2

60๐ 30๐

แตก ตง เขยน

15 3

BATTLE

F1

F2

60๐ 30๐

2. ปนจนเครองหนงยกวสดกอสรางมมวล 2 ตน ดงรป จงหาแรงตง ในสายเคเบล กรณเคเบลเคลอนทขนดวยความเรง 2 m/s2 และกรณท เคลอนทลงดวยความเรวคงท

2 ตน

กรณท 1 : ขนดวยความเรง

2. ปนจนเครองหนงยกวสดกอสรางมมวล 2 ตน ดงรป จงหาแรงตง ในสายเคเบล กรณเคเบลเคลอนทขนดวยความเรง 2 m/s2 และกรณท เคลอนทลงดวยความเรวคงท

กรณท 2: ความเรวคงท

2 ตน

3. กลองใบหนงมวล 12 kg ปลอยใหไถลลงมาจากยอดพนเอยงท ท ามม 37 องศาดงภาพ ถาแรงเสยดทานมคา 60 N จงหาความเรง ของวตถ

37

4. จากรป ถาวตถ A มมวล 3 kg และ B มมวล 1 kg เมอไมคดแรง เสยดทานใดๆ จงหาความเรงของระบบ

B 37

5. มวล 3 กอนผกตดกนดวยเชอกเบา ถาออกแรง 70 นวตน ลากมวล 5 กโลกรม ดงรป จงหาแรงตง T1 และ T2

F = 70N 10 kg 20 kg 5 kg

T2 T1

F = 70N 10 kg 20 kg 5 kg

T2 T1

F = 70N 10 kg 20 kg 5 kg

T2 T1

FARMMIE’S TRICK!

6. มวลดงภาพจะมแรงปฏกรยาระหวางกลองเทาใด และมความเรง เทาใด ถาออกแรงกระท า F 80 N

F 5 kg 3 kg

โจทยเพมพลง STEP–UP BATTLE

7. เมอดงดวยแรง F1 วตถ A มความเรง a1 และเมอดงดวยแรง F2 วตถ A มความเรง a2 แรงเสยดทานมขนาดเทาใด

1 1 2 2

1 2

Fa F a1.a a

1 2 2 1

2 1

Fa F a2.a a

1 2 2 1

2 1

Fa F a4.a a

1 1 2 2

1 2

Fa F a3.a a

g A แรงดงในแนวระดบ

แรงเสยดทาน

g

A แรงดงในแนวระดบ

แรงเสยดทาน

8. ออกแรง F ในแนวระดบ ผลกมวล m ใหไถลไปบนมวล M สมประสทธความเสยดทานระหวางมวล m และ M เปน 𝜇 จงหา ความเรงของมวล M

F Mg1. 2.M mmg F mg

3. 4.M M

F m m

M พนระดบเรยบและลน

F m m

M พนระดบเรยบและลน

เรื่อง แรง มวล...

Documents