การเคลื่อนที่แนววงกลม

รูปภาพของ jiraporn52


การเคลื่อนที่แนววงกลม
( Motion in a circle ) 

                                       

Double Click on image to Enlarge.

- ถ้ามีแรงลัพธ์กระทำต่อวัตถุในแนวเดียวกับ การเคลื่อนที่ วัตถุจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง

- ถ้าวัตถุมีการเคลื่อนที่ใน 2 แกนพร้อมกัน โดยในแกนหนึ่งวัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่

แต่อีกแกนหนึ่งซึ่งตั้งฉากกับแกนแรก วัตถูเคลื่อนที่โดยมีความเร่ง แนวการเคลื่อนที่จะเป็นโพรเจกไทล์

- ถ้ามีแรงลัพธ์ กระทำต่อวัตถุในทิศทางตั้งฉากกับความเร็วตลอดเวลา วัตถุจะเคลื่อนที่

แนววงกลม โดยจะมีความเร่งซึ่งมีทิศเข้าหาศูนย์กลางตลอดเวลา ซึ่งเรียกว่า "ความเร่งสู่ศูนย์กลาง" (ac

ความเร่งของวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลม  

1. ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่ เช่น เคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนวระนาบ จะมีความเร่ง

สู่ศูนย์กลางเพียงแนวเดียวและหาได้จากสูตร ac  =  V2/R

 Hosting Thanks: THAIHOSTWEB.COM 

2. ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วไม่คงที่ เช่น เคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนวดิ่ง จะมีความเร่ง

เกิดขึ้น 2 แนว คือ แนวสู่ศูนย์กลาง ( a) และแนวเส้นสัมผัส ( aT ) ซึ่งในกรณีนี้จะหาความเร่งลัพธ์ได้

จากสูตร aลัพธ์  = a2c  + a2T

Hosting Thanks: THAIHOSTWEB.COM

ขณะที่วัตถุกำลังเคลื่อนที่เป็นวงกลมนั้น จะมีแรงกระทำต่อวัตถุนั้น และแรงนี้มีทิศพุ่งเข้าสู่ศูนย์กลางของวงกลมและ

จะตั้งฉากกับความเร็วของวัตถุ ณ จุดนั้น เรียกแรงนี้ว่า แรงสู่ศูนย์กลาง ( F

จาก F=ma

Fc = mv2/R 

Hosting Thanks: THAIHOSTWEB.COM

 

ตัวอย่างการเคลื่อนที่ ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น

1) มอเตอร์ไซค์เลี้ยวโค้ง

2) รถยนต์เลี้ยวโค้ง

        

http://student.nu.ac.th/phyedu12/topic3.html

เป็นแรงที่กระทำต่อรถมอเตอร์ไซร์ขณะเลี้ยวโค้ง

Double Click on image to Enlarge.

เป็นแรงที่กระทำต่อรถยนต์ขณะเลี้ยวเต็มที่ ซึ่งล้อด้านในยก และล้อด้านนอกจะกดพื้น

 

ทั้งสองรูปมีเวกเตอร์ของแรงในลักษณะเดียวกันคือ แรงเสียดทาน( f ) และแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก ( N )

รวมกันได้ แรงลัพธ์ ( R ) ซึ่งต้องผ่านจุด CM จึงจะเลี้ยวโค้งได้อย่างปลอดภัย

 

ถ้า θ เป็นมุมที่มอเตอร์ไซค์เอียงตัวจากแนวดิ่ง

แนวดิ่ง สมดุล แรงขึ้น = แรงลง

Rcos θ = mg _ _ _ _ (1)

แนวราบ เป็นการเคลื่อนที่วงกลม

Rsin θ = mv2/R _ _ _ _ (2)

(2)/(1) tan θ = v2/Rg

สังเกต ถ้า CM ของรถสูง h, ฐานล้อกว้าง L

จะได้ tan θ = L/2/h ด้วย

 

ตัวอย่าง รถยนต์คันหนึ่งวิ่งบนทางโค้งด้วยอัตราเร็ว 90.0 กิโลเมตร/ชั่วโมง รัศมีความโค้งของถนน 500.0 เมตร

ความกว้างของถนนวัดตามแนวราบเทียบกับจุดต่ำสุดของด้านในได้ 8.0 เมตร จะต้องยกขอบถนนด้านนอกให้สูงกว่า

ด้านในเท่าใด เมื่อรถวิ่งบนทางโค้งแล้วไม่ไถลออกนอกเส้นทาง

วิธีทำ   tan θ = h/8 _____(1)   

tan θ = v2/Rg

= ( 90*5/18)2 / 500*10

= 1/8 _____(2)

(1)/(2)  h/8 = 1/8 ,h = 1 เมตร

ตอบ  1 เมตร

 

มหาวิทยาลัยศรีปทุม ผู้ใหญ่ใจดี
 

 ช่วยด้วยครับ
นักเรียนที่สร้างบล็อก กรุณาอย่า
คัดลอกข้อมูลจากเว็บอื่นทั้งหมด
ควรนำมาจากหลายๆ เว็บ แล้ววิเคราะห์ สังเคราะห์ และเขียนขึ้นใหม่
หากคัดลอกทั้งหมด จะถูกดำเนินคดี
ตามกฎหมายจากเจ้าของลิขสิทธิ์
มีโทษทั้งจำคุกและปรับในอัตราสูง

ช่วยกันนะครับ 
ไทยกู๊ดวิวจะได้อยู่นานๆ 
ไม่ถูกปิดเสียก่อน

ขอขอบคุณในความร่วมมือครับ

อ่านรายละเอียด

ด่วน...... ขณะนี้
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2558 
มีผลบังคับใช้แล้ว 
ขอให้นักเรียนและคุณครูที่ใช้งาน
เว็บ thaigoodview ในการส่งการบ้าน
ระมัดระวังการละเมิดลิขสิทธิ์ด้วย
อ่านรายละเอียดที่นี่ครับ

 

สมาชิกที่ออนไลน์

ขณะนี้มี สมาชิก 0 คน และ ผู้เยี่ยมชม 32 คน กำลังออนไลน์