exe3
แรงกระทำที่เกี่ยวข้อง

ขณะที่ลูกกลมโลหะเคลื่อนที่ตามรางวงกลมในแนวดิ่งนั้นมีแรงหลายแรงกระทำต่อลูกกลมโลหะ  อาทิเช่น

1. แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อลูกกลม หรือน้ำหนักของลูกกลมโลหะนั่นเอง ( รูปภาพประกอบ )
2. แรงที่รางดันลูกกลมโลหะในแนวตั้งฉากกับผิวของราง ซึ่งเป็นแรงปฏิกิริยาที่รางกระทำต่อลูกกลมโลหะ ( รูปภาพประกอบ ) เพราะฉะนั้นแรงลัพธ์ของแรงทั้งสอง ( แรงในข้อ 1 และข้อ 2 )  ก็คือแรงสู่ศูนย์กลาง

3. แรงจากความเฉื่อยขับดันลูกกลมโลหะให้เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง เรียกว่า "แรงหนีศูนย์กลาง" ( รูปภาพประกอบ ) ซึ่งแรงหนีศูนย์กลางนี้ ไม่เกิดขึ้นจริง แต่เราใช้เพื่อให้ง่ายต่อการอธิบาย
*** กรณีที่ลูกกลมโลหะวิ่งตามรางในแนวดิ่งได้นั้น แสดงว่า  แรงสู่ศูนย์กลาง และแรงหนีศูนย์กลางมีขนาดเท่ากัน ( รูปภาพประกอบ ) ที่ทุก ๆ ตำแหน่งบนเส้นทางการเคลื่อนที่ของลูกกลมโลหะตามรางในแนวดิ่ง จะต้องมีแรงสู่ศูนย์กลาง เพื่อเปลี่ยนทิศทาง
ความเร็วของลูกกลมโลหะให้เคลื่อนที่เป็นวงกลม ซึ่งพิจารณาแรงสู่ศูนย์กลางในแต่ละตำแหน่ง  ได้ดังนี้
1. ขณะที่ลูกกลมโลหะอยู่ ณ ตำแหน่งล่างสุดของราง ขนาดของแรงสู่ศูนย์กลาง ( Fc ) ก็คือผลต่างของแรงที่รางดันลูกกลมโลหะ ( Fr ) กับน้ำหนักของลูกกลมโลหะ ( mg ) หรือกล่าวอีกนัยก็คือ แรงที่รางดันลูกกลมโลหะก็คือ ผลรวมของน้ำหนักกับแรงสู่ศูนย์กลาง  ( รูปภาพประกอบ )
Fc   =   Fr   -   mg
หรือ
Fr   =   Fc  +  mg

2. ขณะที่ลูกกลมโลหะอยู่ ณ ตำแหน่งบนสุดของราง   ขนาดของแรงสู่ศูนย์กลาง ( Fc ) ก็คือผลรวมของแรงที่รางดันลูกกลมโลหะ ( Fr ) กับน้ำหนักของลูกกลมโลหะ ( mg ) หรือกล่าวอีกนัย ก็คือ  แรงที่รางดันลูกกลมโลหะ คือ  ผลต่างของน้ำหนักกับแรงสู่ศูนย์กลาง ( รูปภาพประกอบ )
Fc    =   Fr  +  mg
หรือ
Fr   =   Fc   -   mg
หากแรงที่รางดันลูกกลมโลหะ ณ ตำแหน่งบนสุดของราง มีค่าน้อยที่สุด คือเป็นศูนย์ ( Fr  =  0 )   ดังนั้น  แรงสู่ศูนย์กลาง คือ น้ำหนักของลูกกลมโลหะนั่นเอง


 

กลับสู่หน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม