แรงและงานทางกลศาสตร์
ในการทดลองนี้จะเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแรง งาน และระยะกระจัดการเคลื่อนที่ของกล่อง โดยคุณสามารถใช้เมาส์คลิกและลากกล่องไปที่ใดก็ได้ในห้องทดลองเสมือน หรือจะใช้ลูกศรของคีย์บอรด์ก็ได้เช่นเดียวกัน งานที่ได้จากแรงโน้มถ่วงหรือจากแรงเสียดทาน จะปรากฎเป็นตัวเลขอยู่ด้านบนของห้องทดลองเสมือน คุณสามารถเปลี่ยนมวล m และสัมประสิทธ์แรงเสียดทาน โดยใช้ตัวเลื่อน เมื่อคุณต้องการให้กล่องกลับเข้าสู่จุดเริ่มต้น ให้กดปุ่ม Reset
ตำแหน่งเริ่มต้นของกล่องจะแสดงด้วยเงาสีเทาดำ ให้คุณทดลองเลื่อนกล่องไปบนพื้น และสังเกตดูว่าการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ต่อไปกดปุ่ม Reset และยกกล่องขึ้นจากพื้น โดยไม่ให้กล่องติดพื้น เมื่อยกกลับมาที่เดิม หรือจุดเริ่มต้น สังเกตว่างานมีค่าเท่าไร ?
ใบบันทึกผลการทดลอง
กำหนดให้ สัมประสิทธ์ความเสียดทาน = 0.2 m = 30 kg
| การเลื่อนตำแหน่ง | งานรวมที่ทำได้ (จูล) |
| 1. เลื่อนกล่องไปทางขวาบนพื้น 1 เมตร | |
| 2. จาก 1 ยกกล่องขึ้นบน 1 เมตร | |
| 3. จาก 2 เลื่อนกล่องไปทางซ้าย 1 เมตร |
คำถาม
ทำไมงานในตำแหน่งที่ 3 จึงไม่มีการเพิ่มขึ้น ?
กำหนดให้ สัมประสิทธ์ความเสียดทาน = 0.4 m = 20 kg
| การเลื่อนตำแหน่ง | งานรวมที่ทำได้ (จูล) |
| 1. เลื่อนกล่องไปทางขวาบนพื้นจนสุดขอบ | |
| 2. จาก 1 เลื่อนกล่องไปทางซ้ายบนพื้นกลับที่จุดเดิม | |
| 3. จาก 2 กดปุ่ม Reset ยกกล่องขึ้นสูง 1 เมตร(ไม่จำเป็นต้องเป็นแนวดิ่งก็ได้) | |
| 4. จาก 3 ยกกล่องกลับจุดเดิม |
คำถาม
ตำแหน่ง 1 และ 2 ทำไมงานของแรงเสียดทานจึงไม่ลดลง
กดปุ่ม Reset แล้วลองเลื่อนกล่องไปบนพื้นทางขวาจนสุดขอบห้องทดลอง อยากทราบว่าห้องทดลองนี้ยาวกี่เมตร ?
ทำไมการเลื่อนตำแหน่งของ 3 และ 4 ผลสุดท้ายงานเป็นศูนย์
การเลื่อนตำแหน่งของ 3 ไม่ว่าจะเป็นในแนวดิ่งหรือเอียงที่ระดับความสูงเดียวกันทำไมงานที่ได้จึงเท่ากัน
ในการแข่งขันยกน้ำหนักของกีฬาโอลิมปิก ในปี ค.ศ.1976 นาย วาสิรี อเล็กซีฟ ได้ทำให้โลกตื่นเต้น โดยการยกน้ำหนักขนาด 562 ปอนด์ (2500 นิวตัน) ขึ้นเหนือศีรษะสูงจากพื้นประมาณ 2 เมตร ทำลายสถิติโลก อย่างไรก็ตาม ย้อนหลังไปในปี ค.ศ. 1957 นาย พอล แอนเดอร์สัน ได้ยกน้ำหนักโดยใช้แผ่น ผ้าคล้องผ่านเอว ดังรูป เขาสามารถยกน้ำหนักได้สูงสุด 6270 ปอนด์ (27 900 N) ขึ้นได้สูง 1 เซนติเมตร ดูจากตัวเลขแล้วนายแอนเดอร์สันยกน้ำหนักได้มากกว่า แต่ได้ระยะทางน้อยกว่า คำถามก็มีอยู่ว่า ทั้งสองคนนี้ใครทำงานมากกว่ากัน หรือใครมีพลังมากกว่ากันนั่นเอง มีต่อ
กำลังทางกลศาสตร์
กำลังเฉลี่ยคืออัตราการทำงาน
กำลัง = งาน / เวลา
หน่วย SI ของกำลังคือวัตต์
แบบฝึกหัด
ให้คุณลองยกน้ำหนักขนาดเท่ากับมวลของตัวคุณเอง ให้ทดลองในห้องทดลองเสมือน โดยยกขึ้นเท่ากับความสูงของตัวคุณเอง คำนวณหางานในห้องทดลองเสมือน กำหนดเวลาการยก และหากำลังให้ด้วย หน่วยเป็นวัตต์
ครั้งที่
เรื่องการทดลองเสมือนจริง