หนงั สอื E-Book แรงเสยี ดทานมหาสนกุ
คานารายงานเล่มนจ้ี ดั ทาขึ้นเพอ่ื เป็นส่วนหนงึ่ ของวิชาฟสิ ิกส์และวิทยาการคานวณชน้ั 4เพ่ือใหไ้ ดศ้ กึ ษาหาความร้ใู นเรื่องแรงเสยี ดทาน ปัจจัยท่มี ีผลต่อแรงเสยี ดทานและไดศ้ กึ ษาอยา่ งเข้าใจเพ่อื เป็นประโยชน์กับการเรียนผูจ้ ดั ทาหวังวา่ รายงานเล่มน้จี ะเป็นประโยชน์กับผอู้ ่าน หรอืนกั เรียน นักศกึ ษา ทก่ี าลังหาข้อมลู เรอื่ งนอ้ี ยู่ หากมีขอ้ แนะนาหรือขอ้ ผดิ พลาดประการใด ผู้จดั ทาขอนอ้ มรับไว้และขออภยั มา ณ ทีน่ ี้ดว้ ย คณะผูจ้ ดั ทา ก
ผจู้ ดั ทา1.นางสาว ปวนั รตั น์ ปญั ญาวงค์ เลขที่ 19 272.นางสาว พชรมน อินทรน์ อ้ ย เลขที่ 343.นางสาว บุญสติ า จนั ทรเ์ จริญ เลขที่ 35 364.นางสาว ปภาวรินท์ ไกรสุทธวิ งศ์ เลขที่ 385.นาย สิรภพ ชาตะกูล เลขที่6.นาวสาว รษา พวงธนสาร เลขที่ ช้นั มธั ยมศึกษาปที ี่ 4/14
สารบญั หน้าเรื่อง 1 2แรงเสียดทาน 3ลักษณะของแรงเสียดทาน 4ชนดิ ของแรงเสยี ดทาน 5สมบตั ิของแรงเสียดทาน 7การเพมิ่ และลดแรงเสยี ดทาน 8ข้อดแี ละขอ้ เสยี ของแรงเสยี ดทาน 12การทดลองเรือ่ งแรงเสยี ดทาน 13สรปุ ผลการทดลอง 14บรรณานุกรมภาคผนวก 18แบบทดสอบ
แรงเสยี ดทานคือแรงทีต่ า้ นการเคลอ่ื นทเี่ ชิงสัมพัทธ์ หรือแนวโนม้ ของการเคลอ่ื นท่ีดังกลา่ ว ของพน้ื ผวิ สองอยา่ งทส่ี มั ผัสกนั มักจะเกดิตรงขา้ มกบั แรงทีท่ าใหว้ ตั ถุเคล่อื นที่เสมอ ผิวหนา้ สัมผสั จงึช่วยลดแรงเสียดทานได้โดยขนาดของแรงเสียดทานจะมากหรือนอ้ ย ขน้ึ อยกู่ บั• แรงหรอื น้าหนกั ทีก่ ดลงไปบนพื้นผิวสมั ผัส ซงึ่ แรงนีจ้ ะตัง้ ฉากกับผวิ สัมผสั ถ้าแรงกดทบั น้ีมาก แรงเสียดทานกจ็ ะมีคา่ มากดว้ ย• ลกั ษณะของผวิ สมั ผสั นั้น ๆ ถ้าผิวสมั ผสั นนั้ เรียบล่ืน แรง เสียดทานก็จะมีคา่ น้อย ถา้ ผิวสมั ผัสหยาบหรอื ขรุขระ แรง เสยี ดทานก็จะมคี า่ มาก•1
ลกั ษณะของแรงเสียดทาน1.แรงเสียดทานนัน้ ไม่ขน้ึ กับจานวนพน้ื ทผี่ วิ สมั ผัส2.แรงเสียดทานนัน้ ไมข่ นึ้ กับความเร็วที่วัตถเุ คลอ่ื นที่ และยงัมีทิศตรงข้ามการเคลอ่ื นที่ของวตั ถุ3.แรงเสียดทานขนึ้ อยกู่ ับแรงทีว่ ตั ถกุ ดพื้นในแนวทีต่ ้งั ฉากหรอื แรงปฏิกริ ยิ าของพื้นในแนวทตี่ ัง้ ฉาก4.แรงเสียดทานขึ้นกับพ้ืนผวิ สัมผสั เชน่ เรยี บหรือขรุขระ 2
ชนิดของแรงเสียดทานแรงเสยี ดทานแบ่งได้ 2 ชนดิ คอื• แรงเสยี ดทานสถติ (static friction) คอื แรงเสยี ดทาน ทีเ่ กดิ ขน้ึ ในขณะทีม่ แี รงมากระทาต่อวตั ถุแล้ววตั ถุยงั อยู่น่งิ กับท่ี ซง่ึ จะมีค่าตงั้ แต่ศูนยจ์ นถงึ คา่ มากทีส่ ุด ซ่ึงค่าท่มี ากทส่ี ุด จะเกดิ ขณะที่วตั ถเุ ร่มิ จะเคลือ่ นท่ี• แรงเสียดทานจลน์ (kinetic friction) คอื แรงเสียด ทานทเ่ี กดิ ขน้ึ ในขณะที่มีแรงมากระทาตอ่ วตั ถแุ ล้ววตั ถุ เคลื่อนท่ดี ้วยความเร็วคงท่ี โดยแรงเสียดทานจลนจ์ ะมคี ่า น้อยกวา่ แรงเสียดทานสถิต 3
สมบตั ขิ องแรงเสียดทาน1. แรงเสยี ดทานมคี า่ เป็นศนู ย์ เมือ่ วัตถุไม่มีแรงภายนอกมากระทา2. ขณะทีม่ แี รงภายนอกมากระทาตอ่ วัตถุ และวัตถยุ ังไม่เคลือ่ นที่ แรงเสยี ดทานท่เี กดิ ขึ้นมขี นาดตา่ งๆ กนั ตามขนาดของแรงทม่ี ากระทา และแรงเสียดทานท่มี ีคา่ มากทส่ี ดุ คอื แรงเสยี ดทานสถิต เปน็ แรงเสียดทานที่เกดิ ข้ึนเมอ่ื วัตถุเริ่มเคล่อื นที่3. แรงเสียดทานมที ศิ ทางตรงกนั ข้ามกับการเคลื่อนทขี่ องวตั ถุ4. แรงเสียดทานสถติ มีค่าสูงกวา่ แรงเสียดทานจลน์เลก็ น้อย5. แรงเสียดทานจะมคี ่ามากหรือน้อยขึน้ อยู่กบั ลกั ษณะของผิวสมั ผสัผิวสมั ผัสหยาบหรอื ขรขุ ระจะมีแรงเสียดทานมากกว่าผวิ เรียบและลนื่6. แรงเสียดทานข้นึ อยู่กับน้าหนกั หรอื แรงกดของวตั ถุทีก่ ดลงบนพ้นื ถา้น้าหนกั หรอื แรงกดมากแรงเสยี ดทานก็จะมากข้นึ ดว้ ย7. แรงเสียดทานไม่ข้นึ อยู่กับขนาดหรือพนื้ ท่ขี องผิวสัมผัส 4
การเพิม่ และลดแรงเสยี ดทานการลดแรงเสยี ดทาน ทาไดห้ ลายวิธี ดงั น้ี1. การใช้อุปกรณต์ ่าง ๆ เชน่ ลอ้ บุช และตลับลกู ปนื• ลอ้ เปน็ สิ่งจาเปน็ มากสาหรบั ยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลด แรงเสยี ดทานระหว่างผิวสมั ผัส• บชุ เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผวิ เรยี บ ลื่นท้งั สองด้าน• ตลบั ลกู ปนื ลักษณะเป็นลูกเหลก็ กลมอยใู่ นเบ้าทร่ี องรบั ผวิ เรียบลน่ื และกลง้ิ ได้ ทาให้วงแหวนทัง้ สองหมนุ ได้รอบตวั เครื่องจกั รแทบทกุ ชนิดจะต้องมตี ลับลูกปนื ใสใ่ นแกนหมุนของเครอื่ งยนต์2. การใชน้ ้ามนั หลอ่ ลื่นบริเวณขอ้ ต่อ จดุ หมนุและผิวหน้าสมั ผัสต่าง ๆ3. การลดแรงกดระหวา่ งผวิ สัมผัส เช่น ลดจานวนส่งิ ของที่บรรทกุ ให้น้อยลง ทาใหก้ ารลากวตั ถใุ ห้เคลอ่ื นท่ดี ้วยแรงดึงนอ้ ยลง4. การทาใหผ้ ิวสัมผสั เรียบลืน่ เช่น การใช้ถุงพลาสติกหุ้มถงุ ทรายพนื้ ถนนที่เปียกจะลืน่ กว่าพนื้ ถนนท่ีแหง้ 5
การเพิ่มแรงเสยี ดทานแม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้ส้ินเปลืองพลังงานมากในการทาให้วัตถุเคลอ่ื นที่แต่ในบางกรณแี รงเสยี ดทานก็มปี ระโยชน์ตอ่ การเคล่อื นที่ของยานพาหนะเชน่1. ขณะท่รี ถแลน่ จะตอ้ งมแี รงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน เพ่อื ทาให้รถเคลอื่ นทไี่ ปได้ตามทิศทางทีต่ ้องการ2. ยางรถยนต์จาเปน็ ตอ้ งมีดอกยางเป็นลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน3. ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรอื แล่นช้าลง จะตอ้ งเกดิ แรงเสยี ดทาน เพือ่ ทาใหล้ ้อหยุดหมุนหรอื หมุนช้าลง4. การเดนิ การวงิ่ ตอ้ งการแรงเสียดทานมาช่วยในการเคลือ่ นท่ี ดังน้ันจงึ ควรใส่รองเท้าพน้ื ยาง ไม่ควรใสร่ องเท้าพน้ื ไม้ เพราะรองเทา้ พ้ืนยางให้แรงเสียดทานกบั พน้ื ทางเดินไดม้ ากกว่าพืน้ รองเทา้ ทเ่ี ปน็ ไม้ ทาให้เดนิ ได้งา่ ยกวา่ และเรว็ กวา่ โดยไมล่ ่นื ไถล นอกจากน้พี นื้ รองเทา้ ต้องมลี วดลายเพื่อเพมิ่ แรงเสียดทานระหว่างผิวสมั ผัส 6
ขอ้ ดแี ละขอ้ เสียของแรงเสยี ดทานข้อดขี องแรงเสยี ดทานแมว้ ่าแรงเสยี ดทานจะทาให้สน้ิ เปลืองพลงั งานมากในการทาให้วัตถุเคล่ือนที่ แตใ่ นบางกรณแี รงเสียดทานกม็ ปี ระโยชน์ตอ่ การเคลือ่ นที่ของยานพาหนะ เช่นขณะที่รถแลน่ จะต้องมแี รงเสยี ดทานระหว่างลอ้ กบั ถนน เพือ่ ทาให้รถเคลือ่ นที่ไปได้ตามทศิ ทางท่ีตอ้ งการยางรถยนตท์ ีจ่ าเปน็ ตอ้ งมดี อกยางเปน็ ลวดลาย เพอ่ื เพ่มิ แรงเสียดทานระหว่างลอ้ กบั ถนนขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแลน่ ชา้ ลง จะต้องเกดิ แรงเสียดทาน เพ่ือทาใหล้ อ้ หยุดหมุนหรอื หมุนช้าลงขอ้ เสยี ของแรงเสยี ดทานแรงเสยี ดทานทาให้วตั ถุเคลื่อนที่ช้า จึงตอ้ งใชแ้ รงมากขน้ึเพ่ือเอาชนะแรงเสียดทานทาใหส้ นิ้ เปลืองพลงั งานมาก 7
การทดลองเร่ืองแรงเสียดทานจดุ ประสงค์1. เพอ่ื ศกึ ษาขนาดและทศิ ทางของแรงเสยี ดทาน2. เพอ่ื ศึกษาความสัมพนั ธ์ระหว่างแรงเสยี ดทาน3. เพอื่ ศกึ ษาการลดและเพม่ิ แรงเสยี ดทานของวัตถุ4. เพอื่ ศึกษาลกั ษณะปัจจยั ทม่ี ีผลต่อการเกดิ แรงเสยี ดทาน 8
วสั ดอุ ปุ กรณ์1.รถบรรทกุ ของเล่น2.กระดานไมเ้ อยี ง 1 ชดุ3.กระดาษทราย4.ดนิ น้ามนั5.เชือก 9
วธิ ที ากิจกรรมตอนที่ 1 พืน้ ผิวมีผลตอ่ แรงเสียดทาน1. เตรยี มอปุ กรณใ์ หพ้ ร้อม2. นารถของเล่นวางไวบ้ นแผ่นไมก้ ระดานเอยี ง3. ออกแรงผลกั รถของเลน่ ให้เคลอื่ นทไี่ ปขา้ งหนา้ บนพน้ื ผิวเรยี บ4. ศึกษาการเคลือ่ นท่รี ถของเล่นบนพ้ืนผวิ เรียบ5. จดบนั ทึกผลทไ่ี ด้6. แปะกระดาษทรายบนแผน่ ไมเ้ อียง7. ทาซ้าเหมอื นข้นั ตอนที่28. ออกแรงผลักรถของเล่นใหเ้ คล่ือนทไี่ ปข้างหน้าบนพื้นผิวขรุขระ9. ศึกษาการเคลือ่ นท่ีรถของเลน่ บนพืน้ ผวิ ขรุขระ10. จดบันทกึ ผลท่ีได้11. นาผลการทดลองมาเทียบแรงกนั12. สรปุ ผลทไ่ี ด้ 10
วิธที ากิจกรรมตอนที่ 2 มวลมผี ลตอ่ แรงเสียดทาน1. เตรยี มอปุ กรณ์ให้พร้อม2. นาเชอื กมาผกู ทร่ี ถของเล่นให้แนน่3. ออกแรงดงึ เชือกบนพืน้ ถนนจาลองแบบเรยี บ4. สังเกตุแรงทีใ่ ชใ้ นการเคลื่อนที่5. จดบันทึกผลทไี่ ด้6. นาดนิ น้ามนั ใสล่ งในรถบรรทกุ7. ออกแรงดงึ เชือกบนพน้ื ถนนจาลองแบบเรียบ8. สงั เกตุแรงทใี่ ช้ในการเคลือ่ นท่ี9. จดบนั ทกึ ผลทไี่ ด้10. นาผลการทดลองมาเทยี บแรงกัน11. สรุปผลทีไ่ ด้ 11
สรปุ ผลการทดลองจากการทดลองตอนที่ 1รถท่ีเคลื่อนท่ไี ปในทางทพ่ี ้ืนผิวเรยี บจะเคลื่อนได้ดแี ละเร็ว ส่วนรถทเ่ี คลอ่ื นทไ่ี ปในทางพ้นื ผิวขรุขระจะเคลื่อนทีไ่ ดช้ ้ากว่าพื้นผิวเรียบ เน่อื งจากแรงเสยี ดทานรถทเ่ี คลื่อนทไี่ ปในทางพ้ืนผิวเรยี บมีแรงเสยี ดทานนอ้ ยกวา่ แรงเสยี ดทานท่รี ถเคล่อื นทไี่ ปในทางพนื้ ผวิ ขรขุ ระดังนน้ั รถที่เคลอ่ื นทบี่ นพืน้ ผิวขรขุ ระจะมแี รงเสยี ดทานมากกว่ารถทเ่ี คลือ่ นทบ่ี นพืน้ ผิวเรียบจากการทดลองตอนที่ 2รถทไ่ี มไ่ ด้ใส่ดินน้ามนั มีมวลนอ้ ยจะใช้แรงในการดึงเชือกน้อยส่วนรถท่ีใส่ดนิ น้ามันมีมวลมากจะใช้แรงในการดงึ เชือกมากเพราะรถที่มีมวลมากจะมแี รงเสยี ดทานมากกว่ารถที่มีมวลนอ้ ยดงั นั้น มวลจึงมีผลตอ่ แรงเสยี ดทาน 12
บรรณานุกรม• http://www.maceducation.com/e- knowledge/2432210100/16.htm• https://th.wikipedia.org/wiki/แรงเสียดทาน• https://sites.google.com/site/siteanan/raeng- seiyd-than• https://storylog.co/story/589084c7968b5dc1535 1a36d• https://mechanicalsilpakorn.com/images/books /Statics/Chapter6_statics.pdf• http://thn244899physich.blogspot.com/2016/09/ blog-post_24.html• https://www.storyjumper.com/book/index/3967 1436/%E0%B9%81%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B9% 80%E0%B8%AA%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%9 4%E0%B8%97%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%AB% E0%B8%A3%E0%B8%A3%E0%B8%A9%E0%B8%B2• kruchote.blogspot.com 13
ภาคผนวก 14
ภาพกิจกรรมภายในกลุ่ม 15
ภาพกิจกรรมภายในกลุ่ม 16
ภาพกิจกรรมภายในกลุ่ม 17
แบบทดสอบ•https://goo.gl/forms/aBYOqt96 BYSQ345X2 18
Search
Read the Text Version
- 1 - 22
Pages: