1. ຄຳນິຍາມຂອງແຮງສຽດທານ
ແຮງສຽດທານແມ່ນແຮງຕ້ານທີ່ເຮັດວຽກລະຫວ່າງພື້ນຜິວຂອງວັດຖຸທີ່ສຳຜັດກັນ. ໃນຫົວຂໍ້ນີ້, ແຮງສຽດທານທີ່ໄດ້ສຶກສາແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳລະຫວ່າງພື້ນຜິວຂອງຕົວລົດແຂງສອງອັນທີ່ສຳຜັດກັນ. ເຊັ່ນ: ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງຖານຂອງຄານ ແລະ ພື້ນຜິວ, ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງຖານເກີບ ແລະ ພື້ນຜິວ, ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງລໍ້ຂອງລົດ ແລະ ພື້ນຜິວຖະໜົນ.
ແຮງສຽດທານຈະເຮັດວຽກຢູ່ເທິງໜ້າຜິວຂອງວັດຖຸແຂງທີ່ແຕະຕ້ອງກັນສະເໝີ, ເຖິງແມ່ນວ່າວັດຖຸຈະລຽບຫຼາຍກໍຕາມ. ແມ່ນແຕ່ໜ້າຜິວທີ່ລຽບກໍ່ຍັງຫຍາບຫຼາຍໃນລະດັບຈຸລະພາກ. ເມື່ອວັດຖຸເຄື່ອນທີ່, ສັນພູຈຸລະພາກເຫຼົ່ານີ້ຈະລົບກວນການເຄື່ອນໄຫວ. ໃນລະດັບອະຕອມ, ການຍື່ນອອກມາເທິງໜ້າຜິວເຮັດໃຫ້ອະຕອມຢູ່ໃກ້ກັບໜ້າຜິວອື່ນໆຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນແຮງໄຟຟ້າລະຫວ່າງອະຕອມສາມາດສ້າງພັນທະທາງເຄມີ, ເປັນການລວມກັນລະຫວ່າງສອງໜ້າຜິວຂອງວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່. ເມື່ອວັດຖຸເຄື່ອນທີ່, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ເມື່ອທ່ານຍູ້ປຶ້ມໃສ່ໜ້າຜິວຂອງໂຕະ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງປຶ້ມຈະປະສົບກັບອຸປະສັກ ແລະ ໃນທີ່ສຸດກໍ່ຢຸດລົງ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນການສ້າງ ແລະ ການປ່ອຍພັນທະ.
ຖ້າໜ້າດິນຂອງວັດຖຸຖູກັບໜ້າດິນຂອງວັດຖຸອື່ນ, ວັດຖຸແຕ່ລະອັນເຫຼົ່ານີ້ຈະເຮັດວຽກໂດຍອີງໃສ່ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງກັນ. ແຮງສຽດທານຕໍ່ວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ແມ່ນຢູ່ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມກັບທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸສະເໝີ. ນອກເໜືອໄປຈາກການຍັບຍັ້ງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸ, ແຮງສຽດທານຍັງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການສວມໃສ່ ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍໄດ້. ພວກເຮົາສາມາດສັງເກດເຫັນສິ່ງນີ້ໃນເຄື່ອງຈັກຂອງຍານພາຫະນະ. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອພວກເຮົາສະໜອງນ້ຳມັນຫລໍ່ລື່ນໃຫ້ກັບເຄື່ອງຈັກລົດຈັກ, ພວກເຮົາຕ້ອງການຫຼຸດຜ່ອນແຮງສຽດທານທີ່ເກີດຂຶ້ນພາຍໃນເຄື່ອງຈັກ. ຖ້າມັນບໍ່ໄດ້ຮັບນ້ຳມັນຫລໍ່ລື່ນ, ເຄື່ອງຈັກຂອງຍານພາຫະນະຂອງພວກເຮົາຈະເສຍຫາຍຢ່າງໄວວາ. ຕົວຢ່າງນີ້ແມ່ນໜຶ່ງໃນການສູນເສຍທີ່ເກີດຈາກແຮງສຽດທານ.
2. ປະເພດຂອງ ແຮງສຽດທານ
ແຮງສຽດທານມີສອງປະເພດຄື ແຮງສຽດທານສະຖິດ (fs) ແລະ ແຮງສຽດທານຈົນ (fk). ແຮງສຽດທານສະຖິດເຮັດວຽກເມື່ອວັດຖຸບໍ່ໄດ້ເຄື່ອນຍ້າຍ, ໃນຂະນະທີ່ແຮງສຽດທານຈົນເຮັດວຽກເມື່ອວັດຖຸກຳລັງເຄື່ອນຍ້າຍ. ຖ້າທ່ານຍູ້ໂຕະ, ແຕ່ໂຕະບໍ່ໄດ້ເຄື່ອນຍ້າຍ, ແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຕໍ່ໂຕະທີ່ຢູ່ຢຸດນິ້ງຈະເປັນແຮງສຽດທານສະຖິດ. ໃນທາງກັບກັນ, ເມື່ອໂຕະກຳລັງເຄື່ອນຍ້າຍ, ແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຕໍ່ໂຕະແມ່ນແຮງສຽດທານຈົນ. ຖ້າໂຕະທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍບໍ່ໄດ້ຖືກຍູ້ຢູ່ສະເໝີ, ໂຕະຈະຢຸດຫຼັງຈາກເຄື່ອນຍ້າຍໄປໄລຍະໜຶ່ງ. ໂຕະຢຸດຍ້ອນແຮງສຽດທານຈົນທີ່ກີດຂວາງການເຄື່ອນໄຫວຂອງໂຕະ.
ເຄີຍເລື່ອນລົ້ມເມື່ອຢຽບສິ່ງທີ່ລຽບບໍ? ເມື່ອທ່ານເລື່ອນລົ້ມ, ແຮງສຽດທານທີ່ເຮັດວຽກລະຫວ່າງຖານເກີບ ຫຼື ກົ້ນເກີບທີ່ມີໜ້າດິນລຽບແມ່ນແຮງສຽດທານແບບ kinetic. ບັນຫານີ້ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບເວລາທີ່ລົດຈັກ ຫຼື ລົດເຄື່ອນທີ່ຢູ່ເທິງໜ້າດິນຖະໜົນທີ່ປຽກ ແລະ ລຽບ, ເບຣກຈົນກວ່າລໍ້ຈະເລື່ອນ. ເມື່ອລໍ້ເລື່ອນ, ແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຕໍ່ໜ້າດິນຂອງລໍ້ ແລະ ໜ້າດິນຂອງຖະໜົນແມ່ນແຮງສຽດທານແບບ kinetic. ໃນທາງກັບກັນ, ເມື່ອທ່ານຍ່າງ, ແຮງສຽດທານທີ່ເຮັດວຽກລະຫວ່າງຖານເກີບ ຫຼື ກົ້ນເກີບທີ່ມີໜ້າດິນຂອງພື້ນແມ່ນແຮງສຽດທານແບບສະຖິດ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ເມື່ອລໍ້ບໍ່ເລື່ອນ, ແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຕໍ່ໜ້າດິນຂອງລໍ້ ແລະ ຖະໜົນແມ່ນແຮງສຽດທານແບບສະຖິດ.
2.1 ແຮງສຽດທານສະຖິດ
ແຮງສຽດທານສະຖິດແມ່ນແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງວັດຖຸທີ່ສຳຜັດກັນເມື່ອວັດຖຸຍັງບໍ່ທັນໄດ້ເຄື່ອນຍ້າຍ.
ຮູບທີ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວັດຖຸທີ່ຍັງຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງພື້ນຮາບພຽງ. ຖ້າວັດຖຸຍັງບໍ່ທັນໄດ້ເຄື່ອນຍ້າຍ, ແຮງສຽດທານສະຖິດ (fs) ຈະນ້ອຍກວ່າແຮງດຶງ (F). ຖ້າມັນຍັງຖືກດຶງຢູ່, ວັດຖຸຈະເຄື່ອນຍ້າຍ. ເມື່ອວັດຖຸທີ່ຖືກຕ້ອງເຄື່ອນຍ້າຍ, ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ (fs) ເທົ່າກັບຂະໜາດຂອງແຮງດຶງ (F).
ກົດເກນຂໍ້ທີໜຶ່ງຂອງນິວຕັນ ກ່າວວ່າ ວັດຖຸຕ່າງໆຈະຢຸດນິ້ງ ຖ້າແຮງທັງໝົດ (ແຮງທີ່ເກີດຈາກແຮງ) ເປັນສູນ.
ΣFy = 0 (ວັດຖຸຢຸດນິ້ງ ແລະ ບໍ່ເຄື່ອນທີ່ໄປໃນທິດທາງຕັ້ງ)
N – w = 0
N = w (1.2)
ປ່ຽນ N ໃນສົມຜົນ 1.1 ດ້ວຍ N ໃນສົມຜົນ 1.2
fs = μs w
fs = μs ມກ (1.3)
fs = ແຮງສຽດທານສະຖິດ (N), μs = ສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ, N = ແຮງປົກກະຕິ (N), w = ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (N), m = ມວນສານ (kg), g = ຄວາມເລັ່ງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (m/s)2)
ຖ້າທ່ານຕ້ອງການກຳນົດຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ, ໃຫ້ໃຊ້ສົມຜົນ 1.1 b
Σfx = 0 (ວັດຖຸຢຸດນິ້ງ ແລະ ບໍ່ເຄື່ອນທີ່ໄປໃນທິດທາງນອນ)
F–fs = 0
ຟ = ຟs (1.4)
ເມື່ອວັດຖຸເລີ່ມເຄື່ອນທີ່, ແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດຈະເທົ່າກັບຂະໜາດຂອງແຮງຍູ້ ຫຼື ແຮງດຶງ.
2.2 ແຮງສຽດທານແບບ Kinetic
ແຮງສຽດທານແບບຈีລະນະ ແມ່ນແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງວັດຖຸທີ່ສຳຜັດກັນເມື່ອວັດຖຸກຳລັງເຄື່ອນທີ່.
ຖ້າທ່ານຕ້ອງການກຳນົດຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານທາງກາຍະພາບ (μk), ໃຊ້ສົມຜົນ 1.5 b
ຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວັດຖຸທີ່ຖືກດຶງເປັນປະຈຳ ເພື່ອໃຫ້ວັດຖຸເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່. ເມື່ອເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່, ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານຈົນ (fk) ເທົ່າກັບຂະໜາດຂອງແຮງດຶງ (F).
ກົດເກນຂໍ້ທີໜຶ່ງຂອງນິວຕັນ ກ່າວວ່າ ວັດຖຸຈະເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່ ຖ້າແຮງທັງໝົດ (ແຮງທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນທີ່) ເປັນສູນ.
ΣFx = 0 (ວັດຖຸເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່ໃນທິດທາງນອນ)
F–fk = 0
ຟ = ຟk (1.6)
ຕົວຢ່າງບັນຫາທີ 1:
ນັກຮຽນດຶງຄານທີ່ມີມວນ 1 ກິໂລກຣາມ ເຊິ່ງຕັ້ງຢູ່ເທິງໜ້າໂຕະໂດຍໃຊ້ໄດນາໂມມິເຕີ (ອຸປະກອນວັດແທກແຮງ). ເມື່ອຄານເຄື່ອນທີ່, ໄດນາໂມມິເຕີຈະສະແດງຕົວເລກ 2 N. ຖ້າຄວາມເລັ່ງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ = 10 m/s2, ກຳນົດ (ກ) ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ (ຂ) ສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ
ການແກ້ໄຂ:
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ: m = 1 kg, F = 2 N, g = 10 m/s2, w = ມກ = 10 N
(ກ) ສs
ເມື່ອລຳແສງເຄື່ອນທີ່, ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ = ຂະໜາດຂອງແຮງດຶງ (ປຽບທຽບສົມຜົນ 1.4). ສະນັ້ນ, fs = F = 2 N.
(ຂ) ມs
fs = μs w
2 N = (μs)(10 N)
μs = 2 N / 10 N = 0.2
ຕົວຢ່າງບັນຫາທີ 2:
ຄານທີ່ມີມວນ 1 ກິໂລກຣາມ ຕັ້ງຢູ່ເໜືອໜ້າໂຕະຖືກດຶງເປັນປະຈຳ ເພື່ອໃຫ້ຄານເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່. ເມື່ອຄານເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່, ເຄື່ອງວັດແຮງໂນ້ມຖ່ວງຈະສະແດງຕົວເລກ 1 N. ຖ້າຄວາມເລັ່ງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ = 10 m/s2, ກຳນົດ (ກ) ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານແບບ kinetic (ຂ) ສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານແບບ kinetic
ການແກ້ໄຂ:
ຮູ້ຈັກ: ມ = 1 ກິໂລກຣາມ, ກຣາມ = 10 ມ/ວິນາທີ2, F = 1 N, w = ມກ = 10 N
(ກ) ສk
ເມື່ອລຳແສງເຄື່ອນທີ່ເປັນປະຈຳ ຫຼື ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່, ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານແບບ kinetic = ຂະໜາດຂອງແຮງດຶງ (ປຽບທຽບສົມຜົນ 1.6).
ສະນັ້ນ fk = F = 1 N
(ຂ) ມk
fk = μk w
1 N = (μk)(10 N)
μk = 1 N / 10 N = 0.1
