วันอาทิตย์ที่ 10 กรกฎาคม พ.ศ. 2559

พื้นฐานกลศาสตร์

ในทางกลศาสตร์ ตัววัตถุ (body) อาจเป็นวัตถุใดๆ ทางกายภาพที่ซี่งจะพิจารณาให้เป็นระบบ ที่ให้แรงไปกระทำได้ ตัวอย่างของวัตถุรูปทรงต่างๆ และไม่มีรูปทรงทางเรขาคณิต เช่น บล็อก ลูกตุ้ม เครื่องจักรกล
วัตถุเกร็ง  (Rigid body) เป็นวัตถุที่ไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือแปลงสภาพเมื่อให้แรงไปกระทำ หรือกล่าวได้ว่ารูปร่างไม่เปลี่ยนไปโดยแรงที่มากระทำ
อนุภาค (Particle) เป็นระบบที่มีมวลอันพิจารณาให้ไม่มีมิติใด  ขนาดและรูปร่างของอนุภาคถือว่าเล็กเกินไปที่จะคิดให้มีนัยสำคัญ  ในทางปฏิบัติก็คิดให้วัตถุขนาดใหญ่เป็นอนุภาคได้เมื่อมีขาดเล็กเมื่อเทียบกับสิ่งแวดล้อมโดยรอบ
ลามินา (lamina) รูปทรงแบนราบมีพื้นที่ไม่คิดความหนา หรือความหนาเป็น 0 
วัตถุกลวง (hollow) เป็นโครงสร้างแบบ Shell เทียบเคียงกับเปลือกหุ้มหอยที่ไม่มีอะไรอยู่ภายใน ไม่คิดความหนาแต่พิจารณาปริมาตร

แรง (force)
กำหนด ให้เป็นตัวการอันเป็นสาเหตุ หรือมีความโน้มเอียงให้มีการเปลี่ยนสถานะหรือภาวะจากที่หยุดนิ่ง หรือจากที่มีการเคลื่อนที่อย่างสมุ่ำเสมอของวัตถุหนึ่ง   ถ้าตัววัตถุหนึ่ง เคลื่อนที่จากหยุดนิ่ง จะต้องมีแรงกระทำต่อวัตถุนั้นเสมอ  ตัววัตถุเปลี่ยนแปลงความเร็วจากที่มีความเร็วคงที่ เช่นเดียวกันต้องมีแรงมากระทำต่อตัววุัตถุนั้น  การเปลี่ยนความเร็วของวัตถุหนึ่งๆ คือความเร่ง ดังนั้นแรงจึงเป็นสาเหตุทำให้เกิดความเร่ง

แรงมีคุณลักษณะ  1. มีขนาด   2. มีทิศทาง  3.มีชนิดของแรง
ทั้ง ขนาดและทศทางของแรงมีนัยสำคัญ แรงจึงเป็นปริมาณเวคเตอร์   ส่วนชนิดของแรงที่รวมเอา น้ำหนัก แรงผลัก แรงดึง แรงเสียดทาน แรงปฏิกิริยา  แรงตึง(tension)  และแรงทรัสท์ (thrust) หรือ แรงผลักดัน

แรงมีหน่วยวัดเป็นนิวตัน (N)  แรง 1 นิวตันเป็นแรงที่ให้กับมวล 1 กิโลกรัมทำให้วัตถุนั้นเคลื่อนที่เกิดความเร่ง 1 เมตรต่อวินาที่

น้ำหนัก  น้ำหนัก ของวัตถุหนึ่งๆ คือแรงดึงดูดของโลกที่กำระทำต่อวัตถุนั้น น้ำหนักบางครั้งอ้างถึงแรงเนื่องความโน้มถ่วง (gravity) ที่กำระทำที่ใจกลางของวัตถุ มีทิศทางลงไปสู่ด้านล่างใจกลางโลก

วัตถุเบา (light object) เป็น วัตถุที่เมื่อคำนวณไม่คิดน้ำหน้ก หรือพิจารณาให้ไม่มีมวล ตัวอย่างวัตถุที่เบา เช่นเส้นเชือกเส้นด้ายที่ผูกวัตถุไว้ จะไม่คิดมวลหรือน้ำหนักของเส้นเชือกในการคำนวณใดๆ   ปกติน้ำหนักจะคิดให้เป็นแรงที่กระทำต่อวัตถุเสมอ นอกจากจะกำหนดให้เป็นวัตถุเบา

แรงผลักและแรงดึง   เป็นแรงที่มักจะให้กระทำต่อรูปทรงแบบใดแบบหนึ่ง ต่างก็เป็นปริมาณเวคเตอร์ มีทิศทางเฉพาะของมัน

แรงเสียดทาน   เป็น แรงจากการสัมผัสกัน ปรากฏอยู่ระหว่างวัตถุ และพื้นผิวหยาบไม่ลื่น แรงนี้กระทำตามแนวพื้นผิวที่สัมผัสกัน และอยู่ในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ใดๆ ของวัตถุ

แรงปฏิกิริยาปกติ  เป็นแรงหน่งที่มีอยู่บนวัตถุที่สัมผัสกับผิวหน้าที่วัตถุนั้นางอยู่ กระทำให้ทิศทางตั้งฉากกับผิวหน้าที่สัมผัส

แรงตึง  เป็นแรงที่กระทำในเส้นเชือก สปริง วัตถุแท่งยาว

ทรัสท์ (thrust) คือแรงที่กระทำโดยสปริงหรือแท่งวัตถุที่ถูกอัด

ผังแผนภูมิของแรง
  ในทางกลศาสตร์ หากทราบขนาดและทิศทางของแรงเพียงพอจะทำให้คำนวณหาแรงอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง  การสร้างผังแผนภูมิของแรง เป็นทางที่ดีที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับที่จะเริ่มตอบคำถามกลศาสตร์ทั่วไป

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น