เนื้อหาบทเรียนE-Book

เน้ือหาบทเรยี นแรงเสยี ดทาน

แรงเสยี ดทานคอื อะไร?แรงเสียดทาน ( friction ) หมายถงึ แรงทต่ี อ่ ตา้ นการเคล่อื นทข่ี องวตั ถุโดยเกดิ ขน้ึ ระหวา่ งผวิ สมั ผสั ของวตั ถุกบั ผวิ ของพน้ื แรงเสยี ดทานมที ศิ ตรงขา้ มกบั การเคล่อื นทข่ี องวตั ถุ

ปัจจยั ที่มีผลต่อแรงเสียดทาน1. มวลของวตั ถุวตั ถทุ ี่มีมวลมากจะกดทบั ลงบนพืน้ ผวิ มาก จะมีแรงเสยี ดทานมากกวา่ วตั ถทุ ี่มีมวลน้อยซง่ึ จะกดทบั ลงบนพนื ้ ผวิ น้อย เชน่ การวง่ิ ของนกั กีฬา คนที่มีมวลมากจะมีแรงเสียดทานมากกวา่ คนท่ีมมี วลน้อย2. ลกั ษณะผวิ สมั ผสัผิวสมั ผสั ที่เรียบจะเกิดแรงเสียดทานน้อยกว่าผวิ สมั ผสั ที่ขรุขระ3. ชนิดของวตั ถุยางมีแรงเสยี ดทานมากกวา่ ไม้

ประเภทของแรงเสียดทานจาแนกประเภทของแรงเสียดทานตามลกั ษณะการ เคลือ่ นที่ของวตั ถไุ ด้ 2 ประเภท คือ 1. แรงเสียดทานสถติ (Static Friction) คือ แรงเสยี ดทานท่ีเกิดขนึ ้ ระหวา่ งผวิ สมั ผสั ของวตั ถุ ยงั ไมเ่ คล่ือนที่( อยนู่ งิ่ ) จนกระทงั่ วตั ถเุ ริ่มเคลื่อนที่ เช่น ออกแรงผลกั รถแล้วรถยงั อยนู่ ิง่ เป็นต้น แรง เสยี ดทานที่เกิดขนึ ้ นีจ้ ะเทา่ กบั แรงท่ีมากระทาและมี คา่ สงู สดุ เมื่อวตั ถเุ ริ่มจะเคล่ือนท่ี 2. แรงเสียดทานจลน์ (Kinetic Friction) คอื แรงเสียดทานท่ีเกิดขนึ ้ ระหว่าง ผิวสมั ผสั ของวตั ถขุ ณะที่วตั ถกุ าลงั เคลื่อนท่ีด้วย ความเร็วคงตวั เช่น การกลงิ ้ ของวตั ถุ การลื่นไถล ของวตั ถแุ ละการไหลของวตั ถุ เป็นต้น

สตู รการหาแรงเสียดทาน เมื่อกาหนดให้ µ เป็นสมั ประสทิ ธิ์ ความเสียดทาน F เป็นแรงฉดุ (N) W เป็นนา้ หนกั วตั ถุ (N)จะได้สตู รการหาแรงเสยี ดทานว่า

ตวั อย่างการคานวณEX1: กล่องใบหน่งึ มวล 1 กโิ ลกรมั วางอย่บู นพน้ื ทม่ี คี วามฝืดท่ีมสี มั ประสทิ ธคิ ์ วามเสยี ดทาน เทา่ กบั 0.5 ถา้ ออกแรงดงึ ขนาด 100 นิวตนั แลว้ ทาใหก้ ลอ่ งเคลอ่ื นทไ่ี ดร้ ะยะกระจดั 2 เมตร จงหาก. งานของแรงดงึข. งานของแรงเสยี ดทานวิธีทา โจทยก์ าหนด มวล m = 1 กโิ ลกรมั (kg) หรอื น้าหนกั = 10นิวตนั (N)สมั ประสทิ ธคิ ์ วามเสยี ดทาน m = 0.5แรงดงึ F= 100 นวิ ตนั (N)ระยะกระจดั S = 2 เมตร (m)

ก. หางานของแรงดึง = F S ( เมอ่ื F คอื แรงดงึ ) จากสตู ร W = 100 N x 2 m จะได้ W = 200 J ตอบ งานของแรงดงึ เทา่ กบั 200 จลูข. หางานของแรงเสียดทาน จากสตู ร W = f S ( เมอ่ื f คอื แรงเสยี ดทาน และ f = m N ) จะได้ W = N x S = 0.5 x 10 N x ( - 2 m ) = -10 J ตอบ งานของแรงเสยี ดทาน เทา่ กบั -10 จลู* ข้อสงั เกต ระยะกระจดั มเี ครอ่ื งหมายเป็นลบ เพราะระยะกระจดั มที ศิตรงขา้ มกบั แรงเสยี ดทาน งานทไ่ี ดจ้ งึ เป็นลบดว้ ยและ คา่ ของ N = 10นิวตนั เพราะ N คอื แรงปฏกิ ริ ยิ าตงั้ ฉากซง่ึ มคี า่ เทา่ กบั น้าหนกั ของวตั ถุ