E-book Physics Friction Force

แรงเสียดทาน Friction Force โดย น.ส.จุฬาลกั ษณ์ ขวญั สด ม.4/14 เลขท่ี 2 น.ส.นันทน์ ภสั ตรยั การมนั่ มติ ม.4/14 เลขที่ 18 นายพีรณฐั ตรีวภิ านนท์ ม.4/14 เลขท่ี 20 น.ส.ภทั รชนัน แสงกรา่ ม.4/14 เลขที่ 21 นายอาลีฟ โกสุมพนั ธ์ ม.4/14 เลขที่ 22 น.ส.ธนธรณ์ ครองยุทธ ม.4/14 เลขท่ี 26 เสนอ อ.สุทธิพงษ์ สุขพศิ าล อ.สริภรณ์ แจ่มใสรายงานเชิงวชิ าการประกอบรายวิชา ว31201 ฟิ สิกสพ์ ้ นื ฐาน1 ภาคเรียนท่ี 1 ปี การศึกษา 2561 โรงเรียนสตรีวทิ ยา ๒

งรายงานเรื่อง แรงเสยี ดทาน Friction Forceคณะผจู้ ดั ทา น.ส.จุฬาลกั ษณ์ ขวญั สด ม.4/14 เลขท่ี 2 น.ส.นันทน์ ภสั ตรยั การมนั่ มติ ม.4/14 เลขที่ 18 นายพีรณฐั ตรีวภิ านนท์ ม.4/14 เลขท่ี 20 น.ส.ภทั รชนัน แสงกรา่ ม.4/14 เลขท่ี 21 นายอาลีฟ โกสุมพนั ธ์ ม.4/14 เลขที่ 22 น.ส.ธนธรณ์ ครองยทุ ธ ม.4/14 เลขที่ 26ครูทปี่ รึกษา อ.สุทธิพงษ์ สุขพศิ าล อ.สริภรณ์ แจม่ ใส บทคดั ยอ่ การศึกษาเรื่องแรงเสียดทาน มวี ตั ถุประสงคเ์ พอื่ 1)เพอ่ืศึกษาการเกดิ แรงเสียดทาน 2)เพื่อศึกษาทิศทางและขนาดของแรงเสียดทาน 3)เพื่อศึกษาระยะเวลาที่เกิดแรงเสียดทานในพ้ นื ผิวต่างชนิดกนั ผลการศึกษาพบวา่ 1)วตั ถุท้งั 2ชนิดเคลื่อนที่ดว้ ยความเร็วต่างกนั เพราะพ้ นื ผิวของแผ่นกระดานดา้ นหนึ่งมีแรงเสยี ดทานมากกวา่ อีกดา้ นหนึ่ง 2)วตั ถุท้งั 2มที ิศทางตรงขา้ มกนั และมีขนาดแรงเสียดทานท่ีต่างกนั 3)วตั ถุ1 มีระยะเวลาการเคล่ือนที่มากกวา่ วตั ถุ2 เพราะพ้ นื ผิวของแผ่นกระดานของวตั ถุ1 มกี ระดาษทรายเป็ นตวั เพ่ิมแรงเสยี ดทาน

จกิตตกิ รรมประกาศ รายงานเชิงวชิ าการเร่ืองแรงเสียดทาน สาเร็จลุล่วงดว้ ยความช่วยเหลือของ อาจารยส์ ุทธิพงษ์ สุขพิศาล และอาจารยส์ ริภรณ์แจม่ ใส ซึ่งเป็ นครทู ี่ปรึกษา ไดก้ รุณาใหค้ าแนะนา ช้ ีแนะแนวทางและใหข้ อ้ คิดเห็นต่าง ๆ ตลอดจนปรบั ปรุงแกไ้ ขงานดว้ ยความอดทนในการดาเนินการทาโครงงานมาโดยตลอด ทาใหร้ ายงานเชงิ วชิ าการมีความถูกตอ้ งครบถว้ นสมบูรณม์ ากยง่ิ ข้ นึ คณะผูจ้ ดั ทาขอกราบขอบพระคุณเป็ นอยา่ งสูงมา ณ โอกาสน้ ีนอกจากน้ ีคณะผูจ้ ดั ทาขอขอบพระคุณผูป้ กครองทุกท่านท่ีให้คาปรึกษาและใหก้ ารสนับสนุนในทุกดา้ น รวมท้งั คอยใหก้ าลงั ใจและดูแลใหค้ วามสะดวกในการทางานเสมอมา และสุดทา้ ยน้ ีขอขอบคุณเพอ่ื น ๆ ทุกคนที่ร่วมแรงร่วมใจกนั ศึกษาหาขอ้ มลูเรียบเรียงและจดั พิมพร์ ายงานฉบบั น้ ี รายงานเชงิ วชิ าการฉบบั น้ ีจึงสาเร็จลุล่วงไดด้ ว้ ยดี คณะผูจ้ ดั ทา น.ส.จุฬาลกั ษณ์ ขวญั สดน.ส.นันทน์ ภสั ตรยั การมนั่ มติ นายพรี ณฐั ตรีวภิ านนท์ น.ส.ภทั รชนัน แสงกรา่ นายอาลีฟ โกสุมพนั ธ์ น.ส.ธนธรณ์ ครองยุทธ

สารบญั ฉบทคดั ยอ่ หนา้กิตติกรรมประกาศสารบญั งบทนา จความรทู้ ี่เกี่ยวขอ้ งในการศึกษาคน้ ควา้ ฉวธิ ีการศึกษาคน้ ควา้ 1การทดลอง 3ผลการทดลอง 4บทสรุป 5บรรณานุกรม 6ภาคผนวก 7 8 9

1 บทนา1. ความนา แรงเสยี ดทาน คือแรงที่ตา้ นการเคล่ือนที่เชิงสมั พทั ธ์ หรือแนวโนม้ ของการเคล่ือนท่ีดงั กล่าว ของพ้ นื ผิวสองอยา่ งท่ีสมั ผสั กนัมกั จะเกิดตรงขา้ มกบั แรงท่ีทาใหว้ ตั ถุเคลื่อนท่ีเสมอ ผิวหน้าสมั ผสั จงึชว่ ยลดแรงเสียดทานได้ โดยขนาดของแรงเสียดทานจะมากหรือนอ้ ย ข้ นึ อยูก่ บัแรงหรือน้าหนักท่ีกดลงไปบนพ้ นื ผิวสมั ผสั ซ่ึงแรงน้ ีจะต้งั ฉากกบัผิวสมั ผสั ถา้ แรงกดทบั น้ ีมาก แรงเสียดทานก็จะมีคา่ มากดว้ ยลกั ษณะของผิวสมั ผสั น้ัน ๆ ถา้ ผิวสมั ผสั น้ันเรียบลื่น แรงเสยี ดทานก็จะมีคา่ นอ้ ย ถา้ ผิวสมั ผสั หยาบหรือขรุขระ แรงเสียดทานกจ็ ะมีคา่ มาก2.วตั ถุประสงคก์ ารศึกษาคน้ ควา้1)เพอ่ื ศึกษาการเกดิ แรงเสยี ดทาน2)เพือ่ ศึกษาทิศทางและขนาดของแรงเสียดทาน3)เพ่อื ศึกษาระยะเวลาที่เกดิ แรงเสยี ดทานในพ้ นื ผิวต่างชนิดกนั3.สมมติฐานการศึกษาคน้ ควา้1)แรงเสียดทานจะมที ิศทางการเคล่ือนที่ตรงขา้ มกบั การเคล่ือนที่ของวตั ถุ2)แรงเสียดทานของวตั ถุบนพ้ นื ผิวเรียบจะเคลื่อนที่ไดไ้ วกวา่ บนพ้ นื ผิวขรุขระ

2บทนา(ต่อ)4. ขอบเขตการศึกษาคน้ ควา้1)การศึกษาการหาแรงเสยี ดทานรูปแบบง่าย2)การศึกษาวธิ ีการเพ่มิ -การลดแรงเสยี ดทานจากหนังสืออา้ งอิงและอนิ เทอรเ์ น็ต3)การศึกษาสิ่งที่มีผลต่อการเกิดแรงเสียดทานในรูปแบบต่างๆ5. นิยามคาศพั ทเ์ ฉพาะ1)แรงเสยี ดทาน หมายถึง แรงท่ีตา้ นการเคลื่อนที่ของวตั ถุ เกิดข้ นึระหวา่ งผิวสมั ผสั ของวตั ถุ 2 ช้ ิน.2)สมั พทั ธ์ หมายถึง ท่ีเปรียบเทียบกนั เชน่ ความเร็วสมั พทั ธ์ ความช้ ืนสมั พทั ธ์3)พ้ นื ผิว/ผิวสมั ผสั หมายถึง พ้ นื ผิว หมายถึง ลกั ษณะของบริเวณผิวหน้าของสิง่ ต่าง ๆ ที่เมอ่ื สมั ผสั แลว้ สามารถ รบั รูไ้ ด้ วา่ มลี กั ษณะอยา่ งไร คือรูว้ า่ หยาบ ขรุขระ เรียบ มนั ดา้ น เนียน สาก

3ความรทู้ ่ีเกี่ยวขอ้ งในการศึกษาคน้ ควา้1.ความหมายของแรงเสยี ดทานแรงเสียดทาน หมายถึง แรงที่เกิดข้ นึ ระหวา่ งผิวสมั ผสั ของวตั ถุ 2 ช้ นิที่สมั ผสั กนั ซ่ึงแรงน้ ีเป็ นแรงที่ผิววตั ถุผิวหน่ึงตา้ นทานการเคล่ือนท่ีของผิววตั ถุอีกผิวหน่ึง ส่งผลทาใหว้ ตั ถุเคล่ือนที่ชา้ ลงเร่ือย ๆจนกระทงั่ หยดุ นิ่งในท่ีสุด2.ธรรมชาติของแรงเสียดทานแรงเสยี ดทานจะกระทาในทิศตรงขา้ มกบั การเคลื่อนท่ีของวตั ถุ ถา้ ไม่มแี รงเสยี ดทานวตั ถุจะเคล่ือนท่ีดว้ ยอตั ราคงตวั ตลอดการเคล่ือนที่แต่เมื่อมีแรงเสียดทานวตั ถุจะเคล่ือนที่ชา้ ลงเร่ือย ๆ จนหยุดน่ิงในที่สุดขนาดของแรงเสียดทานจะมากหรือนอ้ ย ข้ นึ อยกู่ บั ลกั ษณะของผิวสมั ผสั และน้าหนักของวตั ถุที่กดลงบนอีกพ้ นื ผิวหนึ่งเป็ นหลกัหากน้าหนักของวตั ถุมาก แรงที่กดลงบนพ้ นื ผิวอกี พ้ นื ผิวหนึ่งกจ็ ะมากแรงเสยี ดทานท่ีเกดิ ข้ นึ กจ็ ะมมี าก อีกท้งั หากวตั ถุตอ้ งเคล่ือนที่บนพ้ นื ผิวขรุขระมาก ก็จะมแี รงเสยี ดทานเกดิ ข้ ึนมากกวา่ ตอนเคลื่อนท่ีอยบู่ นพ้ นื ผิวท่ีขรุขระน้อย

4วธิ ีการศึกษาคน้ ควา้1. วิธกี ารศกึ ษาคน้ ควา้1. กาหนดประเด็นในการศึกษาคน้ ควา้ เก่ียวกบั แรงเสียด ทาน 1)การเกิดแรงเสยี ดทาน 2)ทิศทางและขนาดของแรงเสียดทานที่เกิดบนพ้ นื ผิวต่างชนิดกนั 3)ระยะเวลาที่เกิดแรงเสียดทานในพ้ นื ผิวต่างชนิดกนั2. วางแผนและออกแบบการทดลอง3. ทดลองและนาผลการทดลองแต่ละรอบมาบนั ทึกผล4. วเิ คราะหข์ อ้ มูลหารทดลองและสรุปผล5. จดั ทารายงานเชิงวชิ าการ2. ตารางเวลาการดาเนินงาน ระยะเวลา ก.ค. ส.ค. วธิ ีการศึกษาคน้ ควา้1.กาหนดประเด็น2.วางแผนและออกแบบการทดลอง3.ทดลองและบนั ทึกผล4.วเิ คราะหก์ ารทดลองและสรุป5.จดั ทารายงาน

5การทดลอง1.ออกแบบและทาชุดการทดลองทางผูจ้ ดั ทาไดอ้ อกแบบและทาชุดการทดลองเป็ นแผ่นกระดานท่ีมีพ้ นื ท้งัสองดา้ นต่างกนั คือ เรียบและขรุขระ ทาที่คนั่ วตั ถุ และก้นั ขอบดา้ นขา้ ง2.ทาการทดลองวางวตั ถุไวบ้ นที่คนั่ วตั ถุ และดึงท่ีคนั่ ออกพรอ้ มกบั จบั เวลาการเคลื่อนท่ีของวตั ถุจนถึงพ้ นื และบนั ทึกผล3.วเิ คราะหก์ ารทดลองจากการทดลองวตั ถุที่เคลื่อนท่ีบนพ้ นื ผิวท่ีเรียบเคลื่อนท่ีไดไ้ วกวา่ วตั ถุท่ีเคล่ือนที่บนพ้ นื ผิวขรุขระ โดยวตั ถุบนพ้ นื เรียบเคล่ือนที่โดยใชเ้ วลา1.30 วนิ าที และวตั ถุบนพ้ นื ขรุขระเคล่ือนท่ีโดยใชเ้ วลา 2.46 วนิ าที ซ่ึงมากกวา่ ดา้ นเรียบ

6ผลการทดลอง1.การเกิดแรงเสียดทานแรงเสียดทานเกิดข้ ึนระหวา่ งผิวสมั ผสั 2 ผิว พยายามต่อตา้ นไม่ใหผ้ ิวท้งัสองเคลื่อนท่ีผ่านกนั แรงเสยี ดทานมผี ลต่อการเคล่ือนท่ี คือพยายามต่อตา้ นการเคลื่อนท่ีของวตั ถุค่าของแรงเสียดทานจะมากหรือนอ้ ยข้ นึ อยกู่ บั ลกั ษณะของผิวสมั ผสั แรงกดวตั ถุลงบนพ้ ืนสมั ผสั และชนิดของวตั ถุท่ีสมั ผสั2)ทิศทางและขนาดของแรงเสียดทานที่เกดิ บนพ้ นื ผิวต่างชนิดกนัทิศทางของแรงเสียดทานจะตรงขา้ มกบั ทิศทางที่วตั ถุเคลื่อนท่ีเสมอ และในการทดลองน้ ีขนาดของแรงเสยี ดทานท่ีเกิดข้ ึนบนพ้ นื ผิวท้ังสองไม่เท่ากนั3)ระยะเวลาท่ีเกิดแรงเสยี ดทานในพ้ นื ผิวต่างชนิดกนัในการทดลองน้ ีการเกิดแรงเสียดทานบนพ้ ืนผิวมีระยะเวลาที่ไม่เท่ากนัวตั ถุที่อยบู่ นพ้ นื ผิวเรียบมีระยะเวลาในการเคลื่อนท่ีไดไ้ วกวา่ วตั ถุที่อยบู่ นพ้ นื ผิวท่ีขรุขระ

7บทสรุป1.สรุปผลการศึกษาและการทดลองแรงเสียดทาน (friction force) เป็ นแรงที่เกิดข้ นึ ระหวา่ งผิวสมั ผสั 2ผิว พยายามต่อตา้ นไม่ใหผ้ ิวท้งั สองเคลื่อนที่ผ่านกนั แรงเสยี ดทานมีผลต่อการเคลื่อนที่ คือ พยายามต่อตา้ นการเคล่ือนที่ของวตั ถุคา่ของแรงเสียดทานจะมากหรือน้อยข้ ึนอยกู่ บั ลกั ษณะของผิวสมั ผสัแรงกดวตั ถุลงบนพ้ ืนสมั ผสั และชนิดของวตั ถุที่สมั ผสั และทิศทางของแรงเสยี ดทาน ทิศของแรงเสยี ดทานจะมีทิศสวนทางกบั การเคล่ือนที่และจากการทดลองทาใหเ้ หน็ วา่ พ้ นื ผิวท่ีวตั ถุเคลื่อนท่ีก็เป็ นปัจจยั ท่ีสาคญั ในการเกิดแรงเสียดทาน และระยะเวลาการเคล่ือนที่แตกต่างกนั2. อภิปรายผลการศึกษาคน้ ควา้จากการทดลองที่เราไดป้ ล่อยวตั ถุที่มีมวลเท่าน้ันลงมาใหเ้ คล่ือนท่ีบนพ้ นื ผิวต่างชนิดกนั คือ พ้ นื ผิวเรียบกบั พ้ นื ผิวขรุขระ ซึ่งวตั ถุท่ีเคล่ือนที่บนพ้ นื ผิวเรียบเคลื่อนท่ีไดไ้ วกวา่ และมีขนาดแรงท่ีใชน้ ้อยกวา่ วตั ถุท่ีเคลื่อนที่บนพ้ นื ผิวแบบหยาบ ทาใหท้ ราบไดว้ า่ ลกั ษณะของพ้ นื ผิวก็เป็ นปัจจยั สาคญั ในการเกดิ แรงเสียดทาน3. ขอ้ เสนอแนะในการศึกษาคน้ ควา้1)การศึกษาวธิ ีท่ีช่วยลดและเพมิ่ แรงเสียดทาน2)การศึกษาปัจจยั ท่ีมีผลต่อการเกดิ แรงเสียดทานอ่ืนๆ3)การศึกษาวธิ ีที่สามารถหาขนาดของแรงเสียดทานไดง้ ่ายมากข้ ึน

8บรรณานุกรมแรงเสียดทานและธรรมชาตขิ องแรงเสยี ดทาน. คน้ เมื่อ 15สงิ หาคม 2561 จาก https://sukanyablog.wordpress.comแรงเสยี ดทาน ทิศทางและประโยชน.์ คน้ เมอื่ 20 สิงหาคม 2561จาก https://sites.google.com/site/siteanan/raeng-seiyd-than

9 ภาคผนวกภาพการทาชุดการทดลองภาพชุดการทดลอง