สภาพสมดุล
(Equilibrium) คือ สมดุลที่เกิดขึ้นในขณะที่วัตถุอยู่ในสภาพนิ่ง
หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ถ้า
แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุมีค่าเป็นศูนย์ สมดุลจะแบ่งเป็น
1.
สมดุลสถิต (Static Equilibrium) เป็นสมดุลของ
วัต ถุขณะอยู่นิ่ง
2. สมดุลจลน์ (Kinetic Equilibrium) เป็นสมดุลของ
วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (a = 0) เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่เป็นหลัก
จะมีเงื่อนไขสมดุลอยู่ 2 อย่างคือ
1. สมดุลต่อการเลื่อนที่ คือ
วัตถุอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว จะมีค่า
2. สมดุลต่อการหมุน คือ วัตถุมีอัตราการหมุนคงตัวผลรวมของโมเมนต
์
หลักที่นำมาใช้ในการคำนวณในกรณีที่วัตถุสมดุลต่อการ
เลื่อนที่ คือ
1. แตกแรง
ผลรวมของแรงทางด้านขวา = ผลรวมของแรงทางด้านซ้าย
ผลรวมของแรงทางด้านบน = ผลรวมของแรงทางด้านล่าง
2. ทฤษฎีลามี (กฎของ sine)
แรง 3 แรงมากระทำกันที่จุด ๆ หนึ่ง
และอยู่ในภาวะสมดุล อัตราส่วนของแรงต่อ sin ของมุมตรงข้ามย่อมมีค่าเท่ากัน
3. สามเหลี่ยมแทนแรง
ถ้ามีแรง 3 แรงกระทำร่วมกันที่จุด
ๆ หนึ่ง และอยู่ในภาวะสมดุลโดยทิศของแรงทั้ง 3 แรงตั้งฉากกับด้านทั้ง
3ของสามเหลี่ยม
จะได้อัตราส่วนขนาดของแรงต่อด้านที่แรงนั้นตั้งฉากอยู่
แรงเสียดทาน
ลักษณะของแรงเสียดทาน
1. ไม่ขึ้นกับจำนวนพื้นที่ผิวสัมผัส
2. ไม่ขึ้นกับความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ และมีทิศตรงข้ามการเคลื่อนที่ของวัตถุ
3. ขึ้นอยู่กับแรงที่วัตถุกดพื้นในแนวตั้งฉาก หรือแรงปฏิกิริยาของ
พื้นในแนวตั้งฉาก
4. ขึ้นกับพื้นผิวสัมผัส เช่น ขรุขระ หรือเรียบ
แรงเสียดทานแบ่งเป็น
2 ชนิด คือ
1. แรงเสียดทานสถิต (fs) เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่วัตถุอยู่นิ่ง
จนถึงเริ่มต้นเคลื่อนที่
fs = แรงเสียดทาน หน่วยเป็นนิวตัน
= สัมประสิทธิแรงเสียดทานสถิต
N = แรงต้านของพื้นในแนวตั้งฉาก
หน่วยเป็นนิวตัน
2. แรงเสียดทานจลน์ (fk) เป็นแรงเสียดทานขณะวัตถุกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ซึ่งจะมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต
มุมของความเสียดทาน
ถ้าวัตถุอยู่บนพื้นเอียงแล้ววัตถุลื่นไถลลงมาตามพื้นเอียงด้วย ความเร็วคงที่
มุมที่พื้นระนาบเอียงกระทำกับแนวระดับ คือ มุมของความเสียดทาน
โมเมนต์
โมเมนต์ (M) = แรง x ระยะทางตั้งฉากจากจุดหมุนถึง
แนวแรง หน่วยเป็นนิวตัน - เมตร (N-m)
โมเมนต์ของแรงคู่ควบ - เมื่อมีแรงคู่ควบกระทำต่อ
วัตถุ วัตถุจะเกิดการหมุน ดังนั้นโมเมนต์แรงคู่ควบ
หา
จาก แรง 1 แรง ระยะทางตั้งฉากระหว่างแนวแรง
การได้เปรียบเชิงกล
(MA) คือ อัตราส่วนของแรงที่ได้จาก
เครื่องกล กับแรงที่ให้กับเครื่องกล
F0 = แรงที่ได้จากเครื่องกล
F1 = แรงที่ให้กับเครื่องกล
|