ความรู้ที่จำเป็นใน วิชาวิทยาศาสตร์

ลำดับตอนที่ #1 : แรงและการเคลื่อนที่,แรงลัพธ์,แรงเสียดทาน

แรงและการเคลื่อนที่


             ในแต่ละวันมนุษย์ต้องใช้แรงเพื่อทำกิจกรรมต่างๆ มากมาย เช่นการเคลื่อนย้ายวัตถุ สิ่งจองเครื่องใช้ต่าง ๆ เป็นต้น   ถ้าสิ่งของนั้นหนักและมีขนาดใหญ่มาก  ก็ต้องออกแรงมากหรืออาจใช้แรงจากแหล่งต่างๆ มาช่วยในการผ่อนแรง

แรงและการเคลื่อนที่
                 การออกแรงกรณีใด ๆจะมีผลทำให้วัตถุที่ถูกแรงกระทำ มีลักษณะดังต่อไปนี้

1.   ทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเกิดการเคลื่อนที่ แช่นการออกแรงเตะลูกฟุตบอล การเคลื่อนย้ายสิ่งของเครื่องใช้ต่างๆ เป็นต้น  
2.   ทำให้วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่เปลี่ยนทิศทางในการเคลื่อนที่หรือหยุดนิ่ง เช่นผู้รักษาประตูปัดหรือรับลูกฟุตบอลที่ถูกเตะมา  เป็นต้น
3.   ทำให้วัตถุเปลี่ยนรูปร่างไปจากเดิม  เช่นการปั้นดินเหนียวให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ เป็นต้น

แรงลัพธ์และการใช้ประโยชน์
                    การออกแรงกระทำต่อวัตถุโดยการออกแรงดึงวัตถุ หรือการออกแรงผลักวัตถุ  อาจมีผลต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุ เช่น  เมื่อออกแรงดึงเก้าอี้ หรือออกแรงผลักเก้าอี้จะทำให้เก้าอี้เคลื่อนที่
                     การออกแรงลากวัตถุให้เคลื่อนที่ไปได้นั้นทำได้หลายวิธี ถ้าหากมีคนสองคนช่วยกันออกแรงลาก  ก็จะทำให้โต๊ะเคลื่อนที่ได้ง่ายขึ้น  แสดงว่าเมื่อคนสองคนออกแรงลากวัตถุไปในทำศทางต่าง ๆ กัน จะทำให้เกิดแรงรวมขึ้นเรียกว่า   แรงลัพธ์
                     แรงลัพธ์  เกิดจากแรงหลายแรงมากระทำกับวัตถุชิ้นหนึ่ง ถ้าผลของแรงหลายแรงที่กระทำกับวัตถุนั้น  ไม่ทำให้วัตถุเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่  อาจกล่าวได้ว่าแรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นนั้น มีค่าเป็น ศูนย์

*แรง มีหน่วยเป็นนิวตัน
แรงเสียดทาน
               แรงที่เกิดขึ้นที่ผิวสัมผัสของวัตถุต่าง ๆ ซึ่งต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ เรียกว่า แรงเสียดทาน    เเรงชนิดนี้เป็นแรงที่ขึ้นกับผิวสัมผัสของวัตถุ  ถ้าเปลี่ยนผิวสัมผัสของวัตถุ  จะทำให้แรงเสียดทานที่เกิดขึ้น เปลี่ยนแปลงไปด้วย เช่นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างไม้กับเหรียญ จะแตกต่างจากแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างกระดาษทรายกับเหรียญ

         ผลของแรงเสียดทาน
                    
                       แรงเสียดทานทำให้เกิดประโยชน์ และโทษต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์มากมาย เช่น การเดินหรือวิ่งแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นที่เท้า หรือ พื้นรองเท้า กับพื้นถนนทำให้มนุษย์สามารถเคลื่อนที่ได้ โดยไม่ลื่นล้ม  
                       แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นที่ผิวยางของล้อรถกับพื้นถนน ทำให้รถสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ และยังช่วยให้หยุดรถได้ง่ายด้วย
                        บางครั้งแรงเสียดทานก็ทำให้เกิดอันตรายและเป็นโทษต่อมนุษย์ได้ เช่น แรงเสียดทานทำให้เกิดความร้อนขึ้นมา ซึ่งอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดไฟไหม้ป่าขึ้นได้
         หรือในกรณีที่ลมในยางรถยนต์ มีปริมาณน้อยเกินไป จะทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างล้อรถกับถนนมากขึ้น  ทำให้ต้องใช้พลังงานในการเคลื่อนที่มากยิ่งขึ้น ทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน  
         การขัดท้องเรือให้เรียบ  และทาด้วยสี  หรือ น้ำมัน ทำให้ท้องเรือลื่น สามารถเคลื่อนที่ในน้ำได้สะดวกยิ่งขึ้น
         การใช้ตลับลูกปืนในเครื่องใช้และอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อช่วยลดแรงเสียดทานในวัตถุนั้น ๆ เช่นตลับลูกปืนในรถจักรยานยนต์ตลับลูกปืนในสว่านไฟฟ้า เป็นต้น
         การออกแบบรูปร่างของยานพาหนะให้ด้านอากาศน้อยที่สุด จะช่วยลดแรงเสียดทานได้ ทำให้ยานพาหนะแล่นได้เร็ว เช่นการออกแบบรถ รถแข่ง จรวด เครื่องบิน เรือเร็ว เป็นต้น