แรง กำลัง ทอร์ก งานและพลังงานคืออะไร

       ถ้าคุณได้อ่านบทความของฟิสิกส์ราชมงคล  คุณจะได้เห็นคำเหล่านี้บ่อยๆ เช่น  มวล   แรง   ทอร์ก  งาน   กำลัง   และพลังงาน   คำเหล่านี้มีความหมาย  และมีความสัมพันธ์กันอย่างไร

         ฟิสิกส์ราชมงคล จะอธิบายความหมายของคำแต่ละคำ ให้คุณได้ทราบ  พร้อมทั้งยกตัวอย่าง  ประกอบกับการคำนวณนิดหน่อย  

         ตลอดบทความ  เราจะพูดถึงหน่วยที่มีหลายมาตรฐาน   แต่ที่เราใช้กันทั่วไป  คือ  ระบบหน่วยระหว่างชาติ  ( International  system of  unit)  ย่อเป็น  SI  หรือนิยมเรียกว่า ระบบเมตริก  ยอมรับกันเป็นหน่วยมาตรฐานสากล  หน่วยเมตริกที่เรารู้จักกันมากที่สุด คือ  หน่วยเมตร   กับกิโลกรัม  ส่วนหน่วยมาตรฐานอีกหน่วยหนึ่งก็คือหน่วยอังกฤษ  (English  engineering Units)  ที่เรารู้จักกันมากสุด คือ  ฟุต  กับ ปอนด์ หน่วยนี้ยังนิยมใชักันในหลายประเทศ   แต่ที่เราไม่ค่อยจะคุ้นเคยเพราะว่า  ประเทศไทยเราไม่ได้ใช้เป็นหน่วยมาตรฐาน   มีต่อครับ

       จากรูปคุณจะได้เห็นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์  จุดเริ่มต้น  ก่อนนักกีฬาวิ่งทั้งพลังงานจลน์และพลังงานศักย์เป็นศูนย์   เมื่อนักกีฬาวิ่งและเพิ่มความเร็ว  พลังงานจลน์จะเพิ่มขึ้น  แต่พลังงานศักย์ยังไม่เพิ่มขึ้น พอมาถึงจุดไม้ค้ำ พลังงานจลน์จะมีค่าสูงสุด   ไม้ค้ำงอตัวลง ทำให้พลังงานศักย์เพิ่มขึ้น  เหมือนกับการกดสปริง  พลังงานศักย์จะถูกสะสมอยู่ในแท่งไม้  พลังจลน์จะลดลงเรื่อยๆ  จนถึงจุดสูงสุด  นักกีฬาปล่อยมือ  และร่วงลงมาด้านล่าง  ตอนนี้พลังงานศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ จนถึงเบาะด้านล่าง   อ่านต่อครับ

ในการทดลองนี้จะเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแรง   งาน  และระยะกระจัดการเคลื่อนที่ของกล่อง  โดยคุณสามารถใช้เมาส์คลิกและลากกล่องไปที่ใดก็ได้ในห้องทดลองเสมือน   หรือจะใช้ลูกศรของคีย์บอรด์ก็ได้เช่นเดียวกัน  งานที่ได้จากแรงโน้มถ่วงหรือจากแรงเสียดทาน  จะปรากฎเป็นตัวเลขอยู่ด้านบนของห้องทดลองเสมือน   คุณสามารถเปลี่ยนมวล m  และสัมประสิทธ์แรงเสียดทาน โดยใช้ตัวเลื่อน   เมื่อคุณต้องการให้กล่องกลับเข้าสู่จุดเริ่มต้น  ให้กดปุ่ม  Reset

    ตำแหน่งเริ่มต้นของกล่องจะแสดงด้วยเงาสีเทาดำ   ให้คุณทดลองเลื่อนกล่องไปบนพื้น  และสังเกตดูว่าการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร  ต่อไปกดปุ่ม  Reset  และยกกล่องขึ้นจากพื้น  โดยไม่ให้กล่องติดพื้น  เมื่อยกกลับมาที่เดิม   หรือจุดเริ่มต้น  สังเกตว่างานมีค่าเท่าไร ?   กดที่กล่องหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง

การดลและโมเมนตัม

กดที่ภาพ หรือกดที่นี่ เพื่อเข้าสู่การทฤษฏีการบรรยาย และการทดลองตามลำดับ

การทดลองนี้เป็นการทดลองกฎการคงตัวของโมเมนตัมเชิงเส้น  

โมเมนตัมเชิงเส้น  1    2    3    4    5    6    7    8     

สารบัญกระดานฟิสิกส์ราชมงคล

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