ดาว์นโหลดไฟล์ word ปริ้นได้ทันที
https://www.mediafire.com/?58nbixxlarfjiaz
แรงและความดัน
เมื่อมีแรง (force) กระทำต่อวัตถุ แรงจะทำให้วัตถุมีการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ได้ โดยเปลี่ยนจากหยุดนิ่งให้เคลื่อนที่ เช่น เตะลูกบอล ดันประตูให้เปิด ฯลฯ และสำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่อยู่แล้ว เมื่อแรงกระทำก็อาจเคลื่อนที่เร็วขึ้น ช้าลง หรือหยุดการเคลื่อนที่ได้
นอกจากนี้ แรงยังทำให้รูปร่างของวัตถุมีการเปลี่ยนแปลงได้ เช่น ดึงหนังยางให้ยืด ทุบดินน้ำมันก้อนกลมให้แบน เข็นรถเข็น ฯลฯ (ภาพตัวอย่าง)
- เมื่อนำยางมารัดกล่องกระดาษ ยางรัดจะยืดออก
- ถ้าเราออกแรงดันรถเข็นจะทำให้รถเข็นเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
เมื่อดึงหรือผลักวัตถุด้วยแรงมากกว่าหนึ่งแรง แล้วทำให้วัตถุเคลื่อนที่ ผลของการเคลื่อนที่นั้นจะเสมือนว่าแรงหนึ่งแรงกระทำต่อวัตถุ โดยแรงหนึ่งแรงนี้จะเป็นผลลัพธ์ของแรงหลายๆ แรงนั้น (ตัวอย่าง การทดลองผลลัพธ์ของแรง) เช่น
จากการทดลองผลลัพธ์ของแรงหลายๆ แรงสรุปได้ว่า "แรงหลายแรงรวมกันเสมือนมีแรงหนึ่งแรง และแรงหนึ่งแรงนี้เป็นผลลัพธ์ของแรงหลายๆ แรงนั้น"
อากาศมีแรงกระทำต่อวัตถุหรือไม่
อากาศที่อยู่รอบตัวเรา มีคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่ง คือ มีแรงดัน และแรงดันนี้มีอยู่ทุกทิศทุกทาง เช่น เมื่อเราออกแรงดึงก้นถุงพลาสติกให้ออกจากก้นแก้วรู้สึกว่าดึงออกได้ยาก เนื่องจากมีแรงที่อากาศดันก้นถุงพลาสติกเอาไว้ และไม่ว่าจะออกแรงดึงก้นถุงพลาสติกไปในทิศทางใดก็มีแรงต้านการดึงทั้งสิน แสดงว่าแรงที่อากาศกระทำต่อวัตถุจะกระทำในทุกทิศทาง
ซึ่งในการดึงแผ่นกระดาษขึ้นตรงๆ จากพื้นเรียบ จะดึงขึ้นได้ยากเพราะมีแรงที่อากาศกดกระดาษไว้ โดยแรงที่อากาศกระทำต่อแผ่นกระดาษจะมีค่ามากเมื่อพื้นที่ของแผ่นกระดาษมาก และแรงที่อากาศกระทำต่อแผ่นกระดาษจะมีค่าน้อยเมื่อพื้นที่ของแผ่นกระดาษน้อย เรียกแรงที่อากาศกระทำตั้งฉากต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ว่า ความดันอากาศ ซึ่ง ความดัน มีหน่วยเป็นนิวตันต่อตารางเมตร
ประโยชน์ของความดันอากาศ
ในชีวิตประจำวัน เราสามารถนำความรู้เรื่องความดันอากาศมาผลิตเป็นสิ่งของเครื่องใช้และของ เล่นมากมาย เช่นที่แขวนตุ๊กตาสำหรับติดกระจก หลอดดูดน้ำ กระติกน้ำดื่มที่คว่ำอยู่บนตู้ทำความเย็น ปืนอัดลม เป็นต้น
ของเหลวมีแรงกระทำต่อวัตถุหรือไม่
ของเหลว มีแรงกระทำต่อวัตถุทุกทิศทุกทาง แรงที่ของเหลวกระทำตั้งฉากต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ เรียกว่า ความดันของเหลว ความดันของเหลวมีความสัมพันธ์กับความลึกของของเหลว โดยที่ระดับความลึกมาก ความดันของเหลวก็จะมีค่ามาก
ตัวอย่าง น้ำมีแรงกระทำต่อวัตถุ เช่น
- เมื่อเอาน้ำใส่ในลูกโป่ง ลูกโป่งจะมีขนาดใหญ่ขึ้น เพราะแรงดันของน้ำดันให้ลูกโป่งขยายตัว
- เมื่อใส่น้ำในขวดจนเต็ม แล้วดึงไม้ที่ปิดรูออก น้ำจะพุงออกจากขวดทุกทิศทุกทาง นั่นคือ น้ำมีแรงกระทำต่อวัตถุ โดยกระทำในทุกทิศทุกทาง
แรงลอยตัว คือ แรงที่ของเหลวพยุงวัตถุขึ้น
วัตถุที่อยู่ในของเหลวจะมีแรงที่ของเหลวพยุงวัตถุขึ้นทำให้ค่าของแรงที่อ่าน ได้จากการชั่งวัตถุในของเหลวน้อยกว่าการชั่งวัตถุในอากาศ
การจมหรือการลอยของวัตถุในของเหลว ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของวัตถุและแรงลอยตัวที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุนั้น โดยถ้าแรงลอยตัวมีค่าน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุ วัตถุจะจมลงไปในของเหลว แต่ถ้าแรงลอยตัวมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าน้ำหนักของวัตถุ วัตถุจะลอยในของเหลวนั้น (ตัวอย่างการทดลอง แรงลอยตัวคืออะไร หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ปี 5 สสวท. หน้า 70)
การจมหรือการลอยของวัตถุในของเหลว ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของวัตถุและแรงลอยตัวที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุนั้น โดยถ้าแรงลอยตัวมีค่าน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุ วัตถุจะจมลงไปในของเหลว แต่ถ้าแรงลอยตัวมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าน้ำหนักของวัตถุ วัตถุจะลอยในของเหลวนั้น (ตัวอย่างการทดลอง แรงลอยตัวคืออะไร หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ปี 5 สสวท. หน้า 70)
สรุปว่า
"เมื่อวัตถุอยู่ในน้ำจะมีแรงที่น้ำพยุงวัตถุขึ้น เรียกแรงนี้ว่า
แรงลอยตัว"
|
จากภาพ วัตถุที่จมอยู่ในของเหลวต่างชนิดกันจะมีแรงลอยตัวที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุใน
ของเหลวนั้นต่างกัน โดยของเหลวที่มีความหนาแน่นมากจะมีแรงลอยตัวมาก นั่นคือมีแรงพยุงวัตถุขึ้นมาก
ทำให้ค่าของแรงที่อ่านได้จากตาชั่งสปริงเมื่อชั่งวัตถุในของเหลวนั้นมีค่า น้อยกว่าค่าแรงที่อ่านได้เมื่อชั่งวัตถุนั้นในของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อย
กว่า
กรณีที่วัตถุลอยอยู่ในของเหลวจะมีปริมาตรบางส่วนจมในของเหลว ปริมาตรส่วนที่จมในของเหลวจะมากหรือน้อยแตกต่างกันไปตามชนิดของของเหลว โดยวัตถุจะมีส่วนที่จมลงไปมากในของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อย และจะจมลงไปน้อยในของเหลวที่มีความหนาแน่นมาก (ภาพในหนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ปี
กรณีที่วัตถุลอยอยู่ในของเหลวจะมีปริมาตรบางส่วนจมในของเหลว ปริมาตรส่วนที่จมในของเหลวจะมากหรือน้อยแตกต่างกันไปตามชนิดของของเหลว โดยวัตถุจะมีส่วนที่จมลงไปมากในของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อย และจะจมลงไปน้อยในของเหลวที่มีความหนาแน่นมาก (ภาพในหนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ปี
แรงเสียดทาน (friction) เป็นแรงต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ
ในการออกแรงดึงหรือผลักให้วัตถุเคลื่อนที่ไปบนพื้นจะมีแรงต้านการเคลื่อนที่ จากพื้น เรียกแรงต้านการเคลื่อนที่นี้ว่า แรงเสียดทาน ถ้าแรงที่ดึงหรือผลักวัตถุมีขนาดเท่ากับแรงเสียดทานวัตถุจะไม่เคลื่อนที่ แต่ถ้าแรงที่ดึงหรือผลักวัตถุมีขนาดมากกว่าแรงเสียดทาน วัตถุก็จะเคลื่อนที่ไปได้ แรงที่ใช้ในการทำให้วัตถุหนึ่งๆ เคลื่อนที่บนพื้นต่างชนิดกันมีค่าต่างกัน แสดงว่าพื้นต่างชนิดกันมีแรงเสียดทานต่างกันด้วย
ตัวอย่างการทดลอง แรงเสียดทานเป็นอย่างไร (ภาพในหนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ปี 5 สสวท.หน้า 72)
จากการทดลองแรงเสียดทานนี้สรุปได้ว่า "ในการออกแรงทำ ให้วัตถุเคลื่อนที่ไปบนพื้นต่างๆ จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่ ซึ่งพื้นต่างชนิดกัน แรงต้านการเคลื่อนที่นี้จะต่างกัน เรียกแรงต้านการเคลื่อนที่นี้ เรียกว่า แรงเสียดทาน"
ประโยชน์ของแรงเสียดทาน
ในชีวิตประจำวันของคนเรา มีกิจกรรมมากมายต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์กับแรงเสียดทานอยู่เสมอ เช่น การเดินไปบนพื้น การดึงหรือการผลักวัตถุ การปั่นจักรยานให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า
ในชีวิตประจำวันของคนเรา มีกิจกรรมมากมายต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์กับแรงเสียดทานอยู่เสมอ เช่น การเดินไปบนพื้น การดึงหรือการผลักวัตถุ การปั่นจักรยานให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า
- กิจกรรมบางอย่างต้องใช้แรงเสียดทานจึงจำเป็นต้องเพิ่มแรงเสียดทาน ให้มากขึ้น เช่น การทำถนนคอนกรีตจะเพิ่มแรงเสียดทานให้ล้อรถได้มากกว่าถนนลาดยางหรือถนน ลูกรัง
กิจกรรมบางอย่างไม่ต้องใช้แรงเสียดทานจึงจำเป็นต้องลดแรงเสียดทานลง
เช่น การใส่น้ำมันหล่อลื่นในเครื่องจักรกล เพื่อลดแรงเสียดทานในบริเวณที่สัมผัสกัน
และมีการเคลื่อนที่
