ใบงานที่ โมเมนตัมเชงิ มุมและอัตราการเปลย่ี นแปลงโมเมนตมั เชิงมุม วิชา ฟ9สิกส 2 (ว.32204) หนวยการเรยี นรทู ่ี 3 การเคลือ่ นทแี่ บบหมุน กลุมสาระวิทยาศาสตร ช้ันมัธยมศกึ ษาป#ท่ี 5 ชือ่ -สกลุ .............................................................เลขท่ี..........................................ช้นั .................... คาํ ชี้แจง ใหนักเรยี นแสดงวธิ ีคดิ ของโจทย*ทก่ี ําหนดใหลงในชอ& งวา& งทก่ี าํ หนดให 1ชายคนหน่งี ยนื อยบ&ู นเกาอ้หี มุนซึง่ หมนุ รอบแกนดง่ิ โดยหมุน 1 รอบ ใชเวลา 2 s โดยที่มือทั้งสองขาง ถือดัมเบลมีมวลขางละ 5 kg เหยียดแขนท้ังสองออกดังรูป (ก) โมเมนต*ของความเฉ่ือยของคนมีค&า 3 kg.m2 โดยดรัมเบลแต&ละขางห&างจากแกนดิ่งเป;นระยะ 1 m ถาในทันทีท่ีชายคนน้ีน้ีเปล่ียนท&าถือดัมเบลจาก เหยียดแขนเปน; งอแขนทั้งสองเขามาแนบอกดังรูป (ข) อย&างรวดเร็ว ทําใหโมเมนต*ของความเฉ่ือย ของคนเป;น 2.2 kg.m2 และดรมั เบลแตล& ะขางหา& งจากแกนดิง่ เป;นระยะ 0.2 m จงหา ก. อัตราเร็วเชงิ มุมสดุ ทาย ข. จงเปรียบเทียบพลังงานจลน*ต้ังตนกับพลังงานจลน*สุดทายของระบบ ทั้งนี้ ใหถือว&าไม&มีทอร*คของ แรงเสียดทาน ของแกนเกาอี้หมนุ ในระหว&างการเปลีย่ นแปลงโมเมนต*ของความเฉือ่ ยของระบบ แสดงวธิ คี ดิ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
ใบงานที่ การเคลื่อนทที่ ้ังแบบเลอื่ นที่และแบบหมนุ วชิ า ฟ9สกิ ส 2 (ว.32204) หนวยการเรยี นรูท่ี 3 การเคล่ือนท่ีแบบหมุน กลุมสาระวทิ ยาศาสตร ชัน้ มัธยมศกึ ษาป#ที่ 5 ช่อื -สกุล.............................................................เลขท่ี..........................................ช้ัน.................... คําชีแ้ จง ใหนักเรียนแสดงวธิ ีคิดของโจทยท* ีก่ ําหนดใหลงในช&องวา& งที่กาํ หนดให 1. เมอื่ ตัง้ แผ&นกลมบางบนขอบจะต้งั ยาก แต&เมื่อกลงิ้ ไปบนพื้นโดยไม&ไถลจะสามารถตั้งไดและกล้งิ ไป ไกลระยะหนึ่งแลวลม จงอธบิ าย ก.เหตใุ ดตง้ั ได .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ข. เหตใุ ดขนาดของความเร็วเชงิ มุมลดลงจนแผ&นกลมลม .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2.เหลก็ ทรงกลมตันมวล m มรี ศั มี R เดิมอยูน& ิ่งๆ บนพน้ื เอียง เม่อื กล้ิงโดยไม&ไถลถงึ พ้ืนราบ เหลก็ ทรง กลมตนั จะมีอตั ราเรว็ เท&าใด V 2.8 m m รูปภาพประกอบขอ 2 แสดงวิธคี ดิ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
3.แปrนหมุนมรโมเมนต*ความเฉ่ือย 1000 กโิ ลกรมั เมตร2 อัตราเรว็ เชงิ มมุ ตอนตนเป;น 5 เรเดยี นตอ& วินาที ต&อมาแรงเสยี ดทานในระบบการหมนุ ทาํ ใหแปนr หมุนสูญเสียพลงั งานจลน*ไป 5000 จลู อตั ราเรว็ เชิงมมุ จะเหลอื ค&าเท&าใด แสดงวธิ ีคดิ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
ใบงานฝก7 ทกั ษะการคาํ นวณ วิชาฟ9สกิ ส(เพ่มิ เตมิ 2) หนวยท่ี 4 เรอื่ ง สภาพสมดุลและสภาพยดื หยุน ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปท# ี่ 5 จดุ ประสงคการเรียนรู 1. คาํ นวณหาสภาพสมดุลของวัตถุไดจากสมการ 2. การนาํ หลักสมดลุ ไปประยกุ ต*ใชในการคํานวณหลักการของเครื่องมอื ตา& งๆได ใบงาน 1. ใบความรเู รื่อง สภาพสมดุล 2. บความรเู รื่อง การนําหลกั สมดุลไปประยุกต*ใช ใบงาน 1. ใบงานเรอ่ื ง สภาพสมดลุ 2. ใบงานเรื่อง การนาํ หลักสมดลุ ไปประยุกต*ใช 3. .ใบงานเร่ือง สมดุลตอ& การเลอ่ื นท่ี
ใบงาน เรอื่ ง สมดลุ ของวตั ถุ วิชา ฟ9สิกส 2 (ว.32204) หนวยการเรียนรทู ี่ 4 สภาพสมดลุ และสภาพยืดหยุน เรอื่ ง สมดุลของวตั ถุ กลุมสาระวิทยาศาสตร ชั้นมัธยมศึกษาปท# ่ี 5 สภาพยดื หยนุ เม่ือนําวตั ถบุ างชนดิ เช&น เหลก็ ทองแดง หรอื แกวท่เี ป;นแงหรือเสนลวด มายดึ ปรายขางหนึ่ง จากน้นั ออกแรงดึงปลายอีกขางหนึ่ง จะพบวา& ความยาวของเสนลวดวตั ถวุ ัตถยุ ดื ออกและส&วนท่ียืดออกแปรผันตรงกบั ขนาดของแรงดึง เม่อื แรงยังอยูใ& นขอบเขตหน่งึ ความจริงขอนเี้ รยี กวา& กฎของฮกุ เมื่อเพิ่มแรงดงึ ต&อไปเร่ือยๆ จะพบว&าความยาวของเสนวตั ถุทย่ี ดื ออกจะไม&แปรผันตรงกับขนาดของแรงดึงอีกต&อไป ดังภาพ รูป กราฟระหวา& งแรงดงึ กับความยาวของเสนโลหะทเ่ี พิ่มข้นึ จากกราฟ จะเหน็ วา& ในช&วง oa เปน; ไปตามกฎของฮุก จุด a ซ่งึ เป;นตาํ แหนง& สดุ ทายท่คี วามยาวเสน โลหะยดื ออกแปรผันตรงกบั ขนาดของแรงดึง จุดน้เี รยี กกวา& ขีดจาํ กดั การแปรผนั ตรง ถาออกแรงดงึ เสนโลหะ ใหยืดออกอีกเล็กนอยจนถึงจุด b เมือ่ หยุดออกแรงดงึ เสนโลหะจะกลับไปอย&ูในสภาพเดิมและความยาวสดุ ทาย เท&ากับความยาวเริ่มตน จดุ นเี้ รยี กวา& ขดี จํากัดสภาพยืดหย&ุน สว& นช&วงกราฟต้งั แตจ& ุด b เป;นตนไปเสนโลหะเริม่ เปล่ยี นรูปไปอย&างถาวร และถาออกแรงดงึ จุด c จุด นีเ้ รยี กว&า จุดคราก ซึง่ เป;นจุดท่คี วามยาวของเสนโลหะเพ่ิมอย&างรวดเรว็ ขณะท่ีแรงดึงเพ่ิมเล็กนอย เมื่อออก แรงดงึ ตอ& ไปน้ี จนเลยจดุ d เสนโลหะขาดจุดน้ีเรียกวา& จดุ แตกหกั ช&วง ob เรยี กว&า การผดิ รูปแบบยืดหยนุ& และสภาพของวตั ถใุ นช&วง ob เรียกว&า สภาพยืดหยุ&น ซึ่งเปน; สมบตั ิของวัตถุทม่ี ีการเปล่ยี นรปู ร&างเมอื่ มีแรงมากระทํา และสามารถกลับสร&ู ปู แบบเดทิ เม่ือหยดุ ออกแรงกระทํา ช&วง bd เรียกวา& การผดิ รูปแบบพลาสติก ซ่งึ เปน; สมบตั ขิ องวัตถุทเ่ี ปลีย่ นรปู รา& งไปอย&างถาวร โดยวตั ถุ ยงั ไม&ฉีกขาดหรือแตกหกั วัตถุส&วนใหญม& ีทั้งสภาพยดื หยน&ุ และสภาพพลาสตกิ ในตัวเอง โดยมีสภาพยืดหยนุ& ที่แรงกระทาํ มีค&า นอย และมีสภาพพลาสติกเม่ือแรงกระทาํ มคี า& มาก วตั ถุบางชนดิ มสี ภาพพลาสติก เช&น ดินนา้ํ มัน ขนมปuง เป;น ตน แรงทท่ี าํ ใหวตั ถผุ ดิ รูป วตั ถสุ &วนมากจะมีรปู ร&างท่ผี ดิ ไปเล็กนอยเม่ือมีแรงมากระทาํ โดยแรงที่มากระทาํ นน้ั อาจจะทําในทิศ ตา& งๆ และวตั ถเุ หล&าน้ันสว& นใหญ&จะประพฤติตามกฎของฮุก เมือ่ แรงยังนอยกวา& ขัดจํากัดสภาพยดื หยุ&น เช&น
แท&งโลหะ แกว ควอรตซ* หรอื พลาสติก มีวตั ถตุ &างๆท่ีไมเ& ป;นไปตามกฎของฮุกไดเลย เชน& ดินเหนยี ว ดนิ น้าํ มัน เพราะรปู รา& งเปลยี่ นแปลงไปอยา& งถาวรเมอ่ื ไดรบั แรงเพียงเลก็ นอย โดยทั่วไป แรงท่ีกระทาํ ตอ& วันถุแลวมีผลให วัตถุผดิ รปู ไปมี 3 แบบ ไดแก& 1. แรงดึง เป;นแรงท่ีกระทําต&อวัตถุ มีผลใหวตั ถมุ ีความยาวเพิม่ ขึน้ 2. แรงอัด เป;นแรงทก่ี ระทําต&อวตั ถุ มีผลใหวตั ถมุ ีความยาวลดลง 3. แรงเฉือน เป;นแรงทกี่ ระทําบนผิววัตถุ มผี ลใหวตั ถุเลอ่ื นไปหรือทาํ ใหแทง& วัตถบุ ดิ รปู ร&างไปจากเดมิ ตามแนวยาว แรงกรณีทท่ี ําใหวตั ถบุ ิดไป เรียกว&า แรงบิด ซึ่งเปน; รงเฉือนชนิดหนง่ึ รูป แรงท่ีกระทาํ ต&อวัตถแุ ละผลของแรงทําวัตถผุ ิดรูป ความเคนและความเครยี ด เมอ่ื อกแรงดึงเสนลวดโลหะโดยนาํ วัตถุมาแขวนดังภาพ ถาพิจารณาสว& นของลวดขณะอย&ใู นสมดลุ แรง ดงึ ท้ังสองปลายของเสนลวดจะมีขนาดเทา& กนั และทุกๆ ส&วนของภาคตัดขวางของเสนลวดจะไดรบั แรงกระทํา อย&างสม่าํ เสมอดวยเช&นกัน รูป แรงท่ีกระทาํ ต&อ เสนลวด ให F เป;นแรงดึงซ่ึงกระทําในแนวตั้งฉากกับพ้ืนท่ีหนาตัด A ของเสนลวด อัตราส&วนระหว&างแรงดึงและพื้นที่ ภาคตัดขวาง เรียกว&า ความเคนดึง แทนดวยสัญลักษณ* อ&านว&าซิกมา และเขียนเป;นควาสมั พันธไ* ดวา&
ความเคนเปน; ปรมิ าณสเกลาร* มีหน&วยในระบบเอสไอเป;น นวิ ตนั ต&อตารางเมตร(N/m2) ขณะทีอ่ อกแรงดึง เสนลวดจะยดื ออก ถาให L0 เป;นความยาวเดิมของเสนลวดและ เป;นความ ยาวทเ่ี พ่มิ ขึ้นกบั ความยาวเดิม เรยี กวา& ความเตรยี ดดงึ แทนดวยสัญลักษณ* อ่านว่า เอพซิลลอน และเขียน ความสมั พนั ธ์ได้วา่ เนื่องจากความเครียดเป;นอัตราส&วนระหว&างความยาวที่เปลี่ยนไปจากความยาวเดิม ซึ่งมีหน&วย เดยี วกัน ความเครียดจงึ ไมม& ีหนว& ย ในกรณีท่แี รงกระทาํ ต&อวัตถเุ ป;นแรงอัด ความเคนและความเครียดทเ่ี กิดข้นึ เรยี กว&า ความเคนอัด และ ความเครียดอัด ตามลําดับ เน่ืองจากแรงดึงและแรงอัดทําใหความยาวของวัตถุเปลี่ยนไป จึงเรียกความเคนดึง และความเครยี ดอัดวา& ความเคนตามยาว และเรียกความเครียดดึงและความเครียดอัดว&า ความเครียดตามยาว ตัวอย&าง ลวดโลหะเสนหนึ่งยาว 3 เมตร เสนผ&านศูนย*กลาง 0.25 ตารางเซนติเมตร ออกแรงดึง 10000 นวิ ตนั ทาํ ใหลวดโลหะยดื ออก 0.05 เซนตเิ มตร จงหาความเคาดงึ และความเครียดดึง
ใบความรู เรื่อง สมดุลของวัตถุ วิชา ฟส9 ิกส 2 (ว.32204) หนวยการเรียนรูที่ 4 สภาพสมดลุ และสภาพยดื หยนุ กลมุ สาระวิทยาศาสตร ชั้นมธั ยมศกึ ษาป#ท่ี 5 การนําหลักสมดุลไปประยุกต หลักการสมดุลมีใชมากมายในชวี ิตประจาํ วนั ในท่ีนี้จะกล&าวถึงการนําหลักการสมดุลไปใชกบั เคร่อื งกลอย&างง&าย เช&น คาน คมี ตัดลวด ไขควง ลอและเพลา และกวาน เปน; ตน เครื่องกลอย&างง&าย เหล&าน้สี ามารถผา& นแรงที่กระทาํ ไดอยา& งไร สามารถเขาใจไดจากการหาขนาดของแรงทก่ี ระทาํ ณ จดุ ต&างๆ ตามหลกั การของสมดุลในทุกกรณี ตวั อยาง 8.5 ในการดึงน้าํ ข้ึนจากบอ& ลกึ ดวยลอและเพลาดังรปู ลอมีเสนผ&าศูนย*กลาง 36 เซนตเิ มตร และ เพลามีเสนผ&าศูนย*กลาง 15 เซนตเิ มตร หากถงั นาํ้ ท่ตี องการดงึ ข้ึนมีมวล 20 กิโลกรมั แรงอย&างนอยท่ตี องดงึ เชือกพนั ลอตองเปน; เทา& ใด (ประมาณวา& มีความฝด} นอย) วิธีทาํ คดิ โมเมนตท* แ่ี หนหมุน ขณะทีด่ ึงขนึ้ ดวยความเรว็ สมาํ่ เสมอ จะใชแรงเท&ากบั สมดุล คอื F x (36/2) = 20 x10 x (15/2) (N cm) F = 83.3 N คาํ ตอบ ใชแรงอยา& งนอย 83.3 นิวตัน เมอ่ื ประมาณว&ามีความฝ}ดนอยและไมค& ดิ มวลของเชอื ก
ใบงาน เร่ือง สมดลุ ของวัตถุ วชิ า ฟส9 กิ ส 2 (ว.32204) หนวยการเรียนรูท่ี 4 สภาพสมดุลและสภาพยดื หยนุ เรอื่ ง สมดุลของวตั ถุ กลุมสาระวทิ ยาศาสตร ช้ันมธั ยมศึกษาปท# ี่ 5 ชื่อ-สกลุ ..........................................................................ชน้ั .......................เลขที่........................ คําช้แี จง จงแสดงวิธคี ิดจากโจทยท* ่กี าํ หนดใหดังต&อไปน้ี 1. คานสมาํ่ เสมอ ยาว 50 เซนตเิ มตร มีไมหมอนหนุนไวที่จุดกึ่งกลางคาน P และมนี ้าํ หนักแขวนไวท่ี ตา& งๆ ดังรปู ถาตองใหคานวางตามแนวระดบั จะตองแขวนมวลหนกั 50 นวิ ตันทต่ี าํ แหน&งใด แสดงวิธที าํ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. เสนลวดดึงคาน AB ซึ่งมีนํ้าหนัก 50 นวิ ตัน แขวนไว ถาคานสมํ่าเสมอมีน้ําหนัก 20 นิวตัน ยาว 5 เมตร มปี ลาย A ตรึงติดกับกาํ แพลง คานสมดลุ อยไู& ดดงั รูป จงหาแรงดงึ ของเสนลวด
แสดงวิธที ํา .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. AB เปน; คานสมํ่าเสมอตรงึ ไวที่ A ลวด AB ดงึ คานทห่ี อยวัตถไุ ว ถาคานหนัก 200 นิวตันและวัตถุ W หนกั 1000 นวิ ตัน ดังรปู จงหาแรงดึงในสนลวด BC แสดงวิธีทํา .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ...........................................................................................................................................................................
ใบงาน เร่ือง การหลักสมดุลไปประยุกต วิชา ฟ9สิกส 2 (ว.32204) หนวยการเรียนรูที่ 4 สภาพสมดุลและสภาพยืดหยนุ เรอ่ื ง การนําหลกั สมดุลไปประยกุ ต กลมุ สาระวิทยาศาสตร ชน้ั มัธยมศึกษาป#ที่ 5 ชอ่ื -สกุล .......................................................................เลขท่ี.......................ชั้น.................. คาํ ชีแ้ จง ใหนักเรียนตอบคําถามและแสดงวิธีทําจากโจทย*ท่ีกําหนดใหต&อไปนี้ 1. อปุ กรณใ* ดในบานที่ตองอาศยั หลกั การทํางานของคาน .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 2. กรรไกรตดั ลวดมรี ะยะระหวา& ง ลวดและจดุ หมุน 2.0 เซนติเมตร ระยะระหวา& งจดุ หมุนและมือ 10 เซนติเมตร ออกแรง F บีบขากรรไกรดังรปู ถาแรง F บีบขากรรไกรดังรปู ถา F มขี นาด 50.0 นวิ ตนั ก. จงเขยี นแผนภาพของแรงต&างๆ ทกี่ ระทําต&อขากรรไกรขางเดียว ข. แรงที่กระทาํ ต&อลวดมคี &าเท&าใด แสดงวธิ ที ํา .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................
3. กวานดงั รปู มีแขนหมนุ ยาว 60 เซนตเิ มตร ถาไมม& ีแรงเสยี ดทาน การไดเปรียบเชงิ กลจะเป;นเท&าใด ถาออกแรงเป;น 50 นวิ ตนั การไดเปรยี บเชิงกลคร้ังหลงั นีจ้ ะเปน; เทา& ใด แสดงวธิ ีทาํ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................
ใบงาน เร่อื ง การหลักสมดุลไปประยกุ ต วิชา ฟ9สกิ ส 2 (ว.32204) หนวยการเรยี นรทู ี่ 4 สภาพสมดุลและสภาพยดื หยุน กลุมสาระวทิ ยาศาสตร ช้นั มธั ยมศึกษาป#ที่ 5 ชอื่ -สกลุ .......................................................................เลขท่ี.......................ชั้น.................. คาํ ชี้แจง ใหนกั เรยี นตอบคาํ ถามและแสดงวธิ ที ําจากโจทยท* ่ีกําหนดใหต&อไปน้ี 1. ใชเชอื กผกู วตั ถุหนัก 6 นิวตนั แขวนําไปแขวนหวยกับวัตถุอยใู& นแนวดิง่ พบว&าถาใชแรงในแนวระดบั ขนาด 4 นิวตนั ดงึ วตั ถแุ ลวทําใหวตั ถุอยน&ู ่งิ ดังรูแป จงหาแรงดงึ ในแสนเชือกและมุมที่แนวเสนเชือกทาํ กบั แนวด่งิ แสดงวธิ คี ดิ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
2. แบ&งเสนเชือกขนาดสมํา่ เสมอออกเปน; 2 เสน เท&าๆกนั นาํ ปลายทงั้ สองของแต&ละเสนผูกตดิ กบั ตะปู 2 ตวั รูป ก และ ข แลวแจวนนาํ้ หนกั ท่เี ชือกทงั้ สอง เชอื กในรปู ก และ ข รูปใดรบั นํา้ หนกั ไดมากกวา& กนั แสดงวธิ ีคดิ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
Search
