PHYSICS:สมดุลกล

ลำดับตอนที่ #1 : อะไรคือ 'สมดุลกล' และ 'กฏของนิวตัน' ?

สมดุลกล ( Mechanical  Equilbrium ) 

            สมดุลกล หรือ สมดุล (Equilibrium)  คือ การที่มีแรงลัพธ์มากระทำกับวัตถุแล้ววัตถุคงสภาพการเคลื่อนที่หรือพูดอีกอย่างว่าไม่มีการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ กล่าวคือ ถ้าวัตถุอยู่นิ่งก็ยังคงสภาพนิ่งหรือ ถ้าเคลื่อนที่ก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงเดิม  ซึ่งเป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ข้อที่ 1 

                *หมายเหตุ เงื่อนไขการเกิดสมดุลคือ  εF = 0  ( แรงขึ้น = แรงลง , แรงซ้าย = แรงขวา)

และ εM = 0  ( โมเมนต์ตาม = โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา) 

 * เสริม   

 

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------♥

กฏของนิวตัน
 

          กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นกฎพื้นฐานของจลนศาสตร์ ซึ่งกล่าวถึง “แรง” (Force) ซึ่งเป็นสาเหตุของการเคลื่อนที่ กฎของนิวตันมี 3 ข้อ 

 

กฏข้อที่1 ของนิวตัน
           วัตถุจะรักษาสภาพอยู่นิ่งหรือสภาพเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอ นอกจากจะมีแรงลัพธ์ที่มีค่า
ไม่เท่ากับศูนย์ แสดงว่าวัตถุพยายามรักษาสภาพเดิมของวัตถุอยู่เสมอ ถ้าอยู่นิ่งก็จะอยู่นิ่งตลอด ถ้าเคลื่อนที่ก็จะเคลื่อนที่ด้วย ความเร็วคงที่ กฎข้อนี้จึงเรียกว่า "กฎความเฉื่อย"

 จากการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ ในชีวิตประจำวัน จะพบว่าวัตถุที่วางนิ่งอยู่บนพื้นราบเรียบจะ อยู่นิ่งต่อไปถ้าไม่ออกแรงกับวัตถุนั้น เช่น ก้อนหินที่วางบนพื้นเฉยๆ และวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ถ้าไม่มีการออกแรงกับวัตถุนั้น หรือออกแรง 2 แรงกับวัตถุนั้นในแรงที่เท่ากัน  และทิศตรงข้ามกันแล้ว วัตถุจะยังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เท่าเดิม เช่น เมื่อเราอยู่ในรถ แล้วรถเกิดเบรกกระทันหัน  ทำให้รถหยุดนิ่งอย่างรวดเร็ว นันคือ มีแรงจากการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า และแรงเสียดทานในการเบรกในทิศตรงข้ามกัน

กฏข้อที่2 ของนิวตัน
           เมื่อมีแรงลัพธ์ที่มีค่าไม่เท่ากับศูนย์มากระทำต่อวัตถุ จะทำให้วัตถุเกิดความเร่งในทิศเดียว
กับแรงลัพธ์ที่มากระทำและขนาดของความเร่งนี้จะแปรผันตรงกับขนาดของแรงลัพธ์ และแปรผกผันกับมวลของวัตถุ
         จากการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ ในชีวิตประจำวัน จะพบว่า วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เมื่อเราออกแรงผลัก หรือ ดึงวัตถุที่เคลื่อนที่อยู่นั้น ความเร็วจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงได้ ซึ่งเรียกว่า วัตถุมี ความเร่ง เช่น เมื่อเราขับรถอยู่ แล้วเหยียบคันเร่งให้รถวิงเร็วขึ้น ความเร็วที่เพิ่มขึ้น เกิดจากแรงของรถ ที่เรียกว่า ความเร่งและขนาดของความเร่งนั้นจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักของวัตถุนั้นด้วย โดยวัตถุที่น้ำหนักมากกว่าจะมีความเร่งน้อยกว่า วัตถุที่มีน้ำหนักน้อยกว่า ส่วนวัตถุที่เคลื่อนที่ตกจากที่สูง จะเคลื่อนที่ด้วยความร่งคงตัว

กฏข้อที่3 ของนิวตัน
           ทุกแรงกิริยาย่อมมีแรงปฏิกิริยาขนาดเท่ากันกระทำในทิศตรงกันข้ามเสมอ หรือแรงกระทำซึ่งกันและกันของวัตถุสองก้อนย่อมมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้าม

ในชีวิตประจำวันเราพบว่า เมื่อออกแรงกระทำกับวัตถุหนึ่ง วัตถุนั้นจะออกแรงตอบโต้กับแรงที่เรากระทำในทันที เช่น เราสวมรองเท้าสเก็ตแล้วหันหน้าเข้ากำแพง เมื่อเราออกแรงพลักกำแพง ตัวเราจะเคลื่อนที่ออกจากกำแพง นั้นแสดงว่า กำแพงต้องมีแรงกระทำต่อเราด้วย จากตัวอย่างนี้ เราเรียกแรงที่ เรากระทำต่อกำแพงว่า แรงกิริยา และเรียกแรงที่ กำแพงกระทำต่อเราว่า แรงปฏิกิริยา
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------♥

:) Shalunla