e book

การชัง่ น้าหนัก และแรงกระท้าภายใน ลฟิ ต์

สารบญั• คำนำ 3• แรงและชนิดของแรง 4• กำรชงั่ นำ้ หนกั และแรงท่ีกระทำภำยในลิฟต์ 5• กำรทดลอง 7

คานาหนงั สอื อเิ ลก็ ทรอนิกส์นี ้เป็นสว่ นหนงึ่ ของรำยวชิ ำ ฟิสิกส์ว31201 และวชิ ำเทคโนโลยีสำรสนเทศ ว31191โดยมีวตั ถปุ ระสงค์ในกำรเป็นส่ือกำรเรียนรู้เกี่ยวกบั เร่ืองแรงและกำรชง่ั นำ้ หนกั ภำยในลิฟต์ขอขอบคณุ อำจำรย์เทวนิ ทร์ วนั เทวิน และอำจำรย์นทั ธ์หทยั พรมวงั ขวำ ผ้เู ป็นทีป่ รึกษำในกำรจดั ทำหนงั สอื อเิ ลก็ ทรอนิกส์ฉบบั นี ้หำกมีข้อผิดพลำดประกำรใด ทำงผ้จู ดั ทำก็ขออภยั มำ ณ ท่ีนี ้ คณะผ้จู ดั ทำ

แรงและชนิดของแรง• แรงคืออะไร?แรง คอื ปริมำณท่กี ระทำกบั วตั ถแุ ล้วทำให้วตั ถมุ ีกำรเปลี่ยนสถำนภำพเคลื่อนที่ แรง (F) เป็นปริมำณเวกเตอร์มีหนว่ ยเป็นนิวตนั (N)1. แรงในธรรมชำติ ประกอบด้วยแรงโน้มถว่ งของโลก (Gravitation Force)แรงแมเ่ หลก็ ( Magnetic Force)แรงไฟฟ้ ำ ( Electromagnetic Force)แรงนิวเคลยี ร์ ( Nuclear Force)2. แรงท่ีเกิดจำกกำรกระทำของส่งิ ตำ่ งๆ ประกอบด้วยแรงตงึ เชือก (Tension)แรงเสียดทำน (Friction Force)แรงจำกสปริง (Elastic Force)แรงหนีศนู ย์กลำง

การชงั่ น้าหนกั ภายในลิฟต์ วตั ถทุ วี่ ำงอยใู่ นลฟิ ต์ หรือกำรชำ่ งนำ้ หนกั ในลิฟต์จะมีแรงกระทำตอ่ วตั ถดุ งั รูป ต้องหำแรงที่กระทำตอ่ วตั ถุ โดยใสแ่ รงท่ีกระทำกบั วตั ถใุ ห้ครบแล้วดกู ำรเคลื่อนท่ี แรงใดมที ศิ เดียวกบั กำรเคล่อื นทแ่ี รงนนั้ เป็นบวก (+)แรงใดสวนกำรเคลอ่ื นท่ี แรงนนั้ เป็นลบ(-) แล้วใช้สมกำร∑F=ma กำรเคลอื่ นที่ขนึ ้ N-mg=ma หรือ N=m(g+a) กำรเคลื่อนที่ลงด้วยควำมเร่ง mg-N=ma หรือN=m(g-a)

การช่างน้าหนกั ในลิฟตแ์ บ่งไดเ้ ป็น 4 กรณี1.ลิฟตห์ ยดุ น่ิง V คงที่ N=mg อ่านน้าหนกั ไดป้ กติ2. ลิฟตข์ ้ึนดว้ ยความเร่ง N=m(g+a) อ่านน้าหนกั ไดม้ ากกวา่ ปกติ3.ลิฟตล์ งดว้ ยความเร็ว N=m(g-a) อ่านน้าหนกั ไดน้ อ้ ยกวา่ ปกติ4.ลิฟตต์ กอยา่ งอิสระ N=0 อ่านน้าหนกั ไดเ้ ท่ากบั 0

การทดลอง• คำถำม กำรชงั่ นำ้ หนกั ในลฟิ ต์ จะได้คำ่ นำ้ หนกั เทำ่ กนั หรือไม่ ?• สมมตุ ิฐำน ไม่ ขนึ ้ อย่กู บั กำรเคล่อื นที่ของลฟิ ต์คำถำมกอ่ นกำรทดลอง1.หำกลิฟต์ขนึ ้ ด้วยควำมเร่ง คำ่ นำ้ หนกั จะเป็นอย่ำงไรตอบ จะได้คำ่ นำ้ หนกั มำกกวำ่ ปกติ2. หำกลฟิ ต์ลงด้วยควำมเร่ง คำ่ นำ้ หนกั จะเป็นอยำ่ งไรตอบ จะได้คำ่ นำ้ หนกั น้อยกวำ่ ปกติ3.หำกลฟิ ต์หยดุ น่ิง คำ่ นำ้ หนกั จะเป็นอย่ำงไรตอบ จะได้คำ่ นำ้ หนกั น้อยกวำ่ ปกติ

การทดลอง(2)• อปุ กรณ์1.ตำชง่ั สปริง2.ถงุ ทรำย 500 กรัม• วธิ ีกำรทดลอง1.แขวนถงุ ทรำยไว้กบั ตะขอตำชง่ั สปริง อำ่ นคำ่ นำ้ หนกัและจดบนั ทกึ2.ดงึ ตำชง่ั ที่มีถงุ ทรำยแขวนไว้ขนึ ้ ด้วยควำมเร็ว อำ่ นคำ่นำ้ หนกั บนั ทกึ ผล3. ดงึ ตำชง่ั ที่มีถงุ ทรำยแขวนไว้ลงด้วยควำมเร็วคงที่อำ่ นคำ่ นำ้ หนกั บนั ทกึ ผล4. . ดงึ ตำชงั่ ที่มีถงุ ทรำยแขวนไว้ลงด้วยควำมเร็ว อำ่ นคำ่ นำ้ หนกั บนั ทกึ ผล

การทดลอง(3)วิธีการช่ัง นา้ หนักท่วี ดั ได้(N)ถือตำชงั่ นิ่งๆดงึ ตำชงั่ ขนึ ้ ด้วยควำมเร็ว (0.5)(10) = 5ดงึ ตำช่ำงลงด้วยควำมเร็ว (0.5)(10) + (0.5)(1) =5.5ดงึ ตำชงั่ ลงแบบอิสระ (0.5)(10) - (0.5)(1) = 4.5 0

สรุปผลการทดลอง• เม่ือลฟิ ต์เลื่อนขนึ ้ จะไดคำ่ นำ้ หนกั มำกกวำ่ ปกติ• เม่ือลิฟต์เลื่อนลง จะได้คำ่ นำ้ หนกั น้อยกวำ่ ปกติ• เม่ือลฟิ ต์เลื่อนลงอย่ำงอสิ ระจะได้คำ่ นำ้ หนกั เท่ำกบั 0