เครื่องกล-จดบันทึก

หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 งานและพลงั งาน (1.6 เครื่องกล) เคร่ืองกล เครื่องกล เป็นเครื่องมือทส่ี รา้ งข้นึ เพื่อชว่ ยเหลอื หรอื อำนวยความสะดวกในการทำงาน การประดิษฐ์ เคร่อื งกลแตล่ ะประเภทนนั้ มักคำนึงถงึ ความสะดวกสบายของผ้ใู ช้งานเปน็ หลกั 1. ประสิทธภิ าพของเคร่ืองกลและเครอื่ งใชไ้ ฟฟ้า ประสทิ ธิภาพของเครอื่ งกล (efficiency of machines ; Eff) เปน็ ความสามารถในการทำงานของ เครอ่ื งกล หาได้จาก กำลงั ท่ไี ดร้ บั จากเคร่อื งกล ������������������ = กำลังทีใ่ ห้กับเคร่อื งกล ในทางอุดมคติการถ่ายโอนพลังงานจะไม่มีการสญู เสยี พลังงาน แตใ่ นทางปฏิบตั ินั้นจะมีการสูญเสียพลังงาน ไปบ้าง ประสิทธิภาพของเคร่ืองกลหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าตา่ งๆจงึ มปี ระสทิ ธิภาพน้อยกวา่ 1 หรอื นอ้ ยกว่า 100 เปอรเ์ ซ็นต์ การหาประสทิ ธภิ าพของเครื่องกลยังสามารถหาไดจ้ าก ������������������ = งานทไ่ี ดร้ ับจากเคร่อื งกล(������������������������) × 100% งานท่ีใหก้ ับเครอ่ื งกล(������������������) 2. หลกั การของงานกบั เครื่องกล เครือ่ งกลช่วยให้เราใช้แรงนอ้ ยลงหรอื ช่วยผอ่ นแรง ซึง่ การผอ่ นแรงของเครื่องกลนน้ั พิจารณาจาก การไดเ้ ปรยี บเชิงกล (mechanical advantage ; M.A.) ของเครื่องกล สามารถคำนวณการได้เปรียบเชงิ กลได้ จากอตั ราสว่ นระหวา่ งขนาดของแรงทไี่ ด้จากเครื่องกล (แรงตา้ นทาน) ต่อขนาดของแรงท่ีให้กบั เคร่ืองกล (แรง พยายาม) ดังสมการ ������. ������. = ������������������������ ������������������ ������. ������. คือ การได้เปรยี บเชิงกล ������������������������ คือ ขนาดของแรงตา้ น หรอื ขนาดของแรงที่ไดจ้ ากเครอ่ื งกล มีหนว่ ยเป็น นวิ ตัน (N) ������������������ คอื ขนาดของแรงพยายาม หรอื ขนาดของแรงท่ีใหก้ บั เครอื่ งกล มหี น่วยเปน็ นวิ ตนั (N) ถา้ M.A.=1 แสดงว่า แรงพยายามเทา่ กับแรงตา้ น เครื่องกลนจ้ี ะไมช่ ว่ ยผ่อนแรงแตช่ ว่ ยอำนวย ความสะดวก M.A.>1 แสดงวา่ แรงพยายามมคี า่ น้อยกวา่ แรงตา้ นทาน เครือ่ งกลน้ีจะชว่ ยผอ่ นแรง M.A.<1 แสดงวา่ แรงพยายามมคี ่ามากกว่าแรงต้านทาน เครื่องกลน้ีจะไมช่ ว่ ยผ่อนแรง 1

หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 งานและพลงั งาน (1.6 เคร่ืองกล) รอก คือ เครื่องกลทชี่ ่วยอำนวยความสะดวกหรอื ชว่ ยผ่อนแรงในการทำงาน แบง่ ได้ 2 ระบบ คือ ระบบรอก เดี่ยวและระบบรอกพวง คาน คือ เครื่องกลชนิดหน่ึงที่มีลักษณะแข็ง เป็นแท่งยาว ใช้ดีดหรืองัดวัตถุให้เคลื่อนที่รอบจุดหมุน มี 3 ส่วน ประกอบด้วย แรงพยายาม (E) แรงต้านทาน (W) และจุดหมุน (F) คานมี 3 ประเภท ไดแ้ ก่ - คานอนั ดบั ท่ี 1 เปน็ คานท่ีมีจดุ หมุนอยรู่ ะหวา่ งแรงพยายามและแรงตา้ นทาน - คานอันดับที่ 2 เป็นคานที่มีแรงต้านทานอยู่ระหวา่ งแรงพยายามและจดุ หมุน - คานอันดบั ท่ี 3 เป็นคานที่มีแรงพยายามอยรู่ ะหว่างจุดหมุนและแรงต้านทาน พื้นเอียง คือ เคร่ืองกลที่ช่วยอำนวยความสะดวกและช่วยผ่อนแรงในการขนย้ายส่ิงของข้ึนหรือลงจาก ยานพาหนะ มลี ักษณะเปน็ ไมก้ ระดานยาวเรยี บใช้สำหรับพาดบนท่สี งู เพ่ือขนยา้ ยวัตถุข้ึนสู่ท่สี ูงโดยการลากหรือ การผลัก ดงั ภาพ สามารถแสดงการคำนวณได้ ดงั สมการ E×L=W×H WL M. A. = E × H 2

หน่วยการเรียนรูท้ ่ี 1 งานและพลงั งาน (1.6 เคร่ืองกล) ลิม่ คอื เครื่องกลท่ชี ว่ ยผ่อนแรง มีลักษณะคล้ายขวาน ใชส้ ำหรับตอกลงในเนื้อวตั ถุเพ่ือให้เนือ้ วัตถุแยกออก จากกัน ดงั ภาพ สามารถแสดงการคำนวณได้ ดงั สมการ E×H=W×L WH M. A. = E × L สกรู คือ เครื่องกลทช่ี ว่ ยผ่อนแรง มลี กั ษณะคล้ายบนั ไดเวียนวนรอบแกนอันหน่งึ ใชส้ ำหรับยกวตั ถหุ นัก ๆ ขนึ้ สงู ๆ โดยแรงพยายามเคล่อื นทเ่ี ปน็ วงกลม ขณะท่ีแรงต้านทานเคลอ่ื นทขี่ นึ้ ลงในแนวดิ่ง ดงั ภาพ สามารถแสดง การคำนวณได้ ดังสมการ E × 2πR = W × P W 2πR M. A. = E × P ล้อกับเพลา คือ เคร่ืองกลที่ช่วยผ่อนแรง ประกอบด้วยวัตถุทรงกระบอก 2 ชิน้ ติดกนั วัตถชุ ้นิ ใหญเ่ รียกวา่ ลอ้ วัตถชุ ้ินเล็กเรียกว่าเพลา ใชเ้ ชือก 2 เส้น สำหรบั พันรอบล้อเส้นหนึ่ง และอกี เสน้ หนง่ึ พนั รอบ เพลา โดยพันไปคนละทางกนั ใหป้ ลายขา้ งหนึ่งของเชือกที่พันรอบเพลาผกู ติดกับวตั ถุ ส่วนปลายอกี ข้างหนึ่ง ของเชือกท่ีพันรอบลอ้ ใช้สำหรับออกแรงดึง ดังภาพ สามารถแสดงการคำนวณได้ ดังสมการ E × 2πR = W × 2πr WR M. A. = E × r 3