ສູດແຮງສຽດທານແບບຄົງທີ່ ແລະ ແຮງຈູງໃຈ
ແຮງສຽດທານແມ່ນແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ກັບການເຄື່ອນທີ່ສຳຜັດກັນລະຫວ່າງສອງພື້ນຜິວທີ່ສຳຜັດກັນ. ແຮງສຽດທານມີສອງປະເພດຫຼັກຄື: ແຮງສຽດທານສະຖິດ ແລະ ແຮງສຽດທານຈົນ. ທັງສອງມີບົດບາດສຳຄັນໃນປະກົດການທາງກາຍະພາບຕ່າງໆ ແລະ ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບຄຳນິຍາມ, ສູດ, ແລະ ການນຳໃຊ້ແຮງສຽດທານສະຖິດ ແລະ ແຮງສຽດທານຈົນ, ພ້ອມທັງໃຫ້ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່ເພື່ອຊີ້ແຈງແນວຄວາມຄິດເຫຼົ່ານີ້.
ເຂົ້າໃຈແຮງສຽດທານ
ແຮງສຽດທານແມ່ນແຮງທີ່ຕໍ່ຕ້ານການເຄື່ອນທີ່ສຳຜັດກັນລະຫວ່າງສອງພື້ນຜິວທີ່ສຳຜັດກັນ. ແຮງນີ້ເກີດຂຶ້ນຈາກປະຕິກິລິຍາທາງຈຸລະທັດລະຫວ່າງພື້ນຜິວທີ່ຫຍາບຢູ່ໃນລະດັບຈຸລະທັດ. ແຮງສຽດທານມີສອງປະເພດຫຼັກຄື:
1. ແຮງສຽດທານສະຖິດ: ແຮງທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ປ້ອງກັນການເລີ່ມຕົ້ນຂອງການເຄື່ອນໄຫວລະຫວ່າງສອງພື້ນຜິວທີ່ສຳຜັດກັນ. ແຮງສຽດທານນີ້ກະທຳຈົນກວ່າມັນຈະຮອດຂີດຈຳກັດສູງສຸດ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດ.
2. ແຮງສຽດທານແບບ Kinetic: ແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ກັບການເຄື່ອນທີ່ສຳຜັດກັນລະຫວ່າງສອງໜ້າດິນທີ່ເຄື່ອນທີ່ສຳຜັດກັນແລ້ວ. ແຮງສຽດທານແບບ kinetic ມັກຈະນ້ອຍກວ່າແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດ.
ສູດແຮງສຽດທານສະຖິດ
ແຮງສຽດທານສະຖິດ (\(f_s\)) ແມ່ນແຮງທີ່ຕ້ອງເອົາຊະນະເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການເຄື່ອນທີ່ສຳພັນລະຫວ່າງສອງໜ້າດິນ. ແຮງນີ້ແມ່ນສັດສ່ວນກັບແຮງປົກກະຕິ (\(N\)) ທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ ແລະ ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ (\(mu_s\)). ສູດແມ່ນ:
\[ f_s \leq \mu_s N \]
ຢູ່ໃສ:
- \(f_s\) ແມ່ນແຮງສຽດທານສະຖິດ (ນິວຕັນ, N),
- \(\mu_s\) ແມ່ນສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ (ບໍ່ມີຫົວໜ່ວຍ),
-\(N\) ແມ່ນແຮງປົກກະຕິທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ (ນິວຕັນ, N).
ແຮງສຽດທານສະຖິດຈະຮອດຄ່າສູງສຸດເມື່ອວັດຖຸຢູ່ຈຸດກ່ອນທີ່ມັນຈະເລີ່ມເຄື່ອນທີ່:
\[ f_s^{\text{ສູງສຸດ}} = \mu_s N \]
ສູດແຮງສຽດທານ Kinetic
ແຮງສຽດທານຈົນ (\(f_k\)) ແມ່ນແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ກັບການເຄື່ອນທີ່ສຳພັດລະຫວ່າງສອງໜ້າດິນທີ່ເຄື່ອນທີ່ໄປມາແລ້ວ. ແຮງນີ້ຍັງມີສັດສ່ວນກັບແຮງປົກກະຕິ (\(N\)) ທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ ແລະ ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານຈົນ (\(\mu_k\)). ສູດແມ່ນ:
\[ f_k = \mu_k N \]
ຢູ່ໃສ:
- \(f_k\) ແມ່ນແຮງສຽດທານຂອງ kinetic (Newton, N),
- \(\mu_k\) ແມ່ນຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານທາງ kinetic (ບໍ່ມີຫົວໜ່ວຍ),
-\(N\) ແມ່ນແຮງປົກກະຕິທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ (ນິວຕັນ, N).
ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງແຮງສຽດທານແບບຄົງທີ່ ແລະ ແຮງສຽດທານແບບ Kinetic
1. ຂະໜາດຂອງແຮງ: ແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າ ຫຼື ເທົ່າກັບແຮງສຽດທານແບບຈົນສະເໝີ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຕ້ອງການແຮງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸກ່ວາການເຮັດໃຫ້ວັດຖຸເຄື່ອນທີ່.
2. ສຳປະສິດແຮງສຽດທານ: ສຳປະສິດແຮງສຽດທານສະຖິດ (\(\mu_s\)) ມັກຈະສູງກວ່າສຳປະສິດແຮງສຽດທານຈົນ (\(\mu_k\)). ນີ້ຊີ້ບອກວ່າມັນຍາກກວ່າທີ່ຈະເລີ່ມວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ກ່ວາການຮັກສາການເຄື່ອນທີ່ຂອງມັນໄວ້.
ການນຳໃຊ້ແຮງສຽດທານໃນຊີວິດປະຈຳວັນ
ແຮງສຽດທານ, ທັງສະຖິດ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວ, ມີການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຢ່າງໃນຊີວິດປະຈຳວັນ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີ. ນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງບາງຢ່າງ:
ພາຫະນະ
ໃນຍານພາຫະນະ, ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງຢາງລົດ ແລະ ໜ້າຜິວຖະໜົນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການຍຶດເກາະ ແລະ ການຄວບຄຸມ. ແຮງສຽດທານສະຖິດຊ່ວຍໃຫ້ຍານພາຫະນະສາມາດສະຕາດ ແລະ ເລັ່ງຄວາມໄວໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ແຮງສຽດທານແບບ kinetic ມີບົດບາດໃນການຊະລໍຕົວ ແລະ ຢຸດຍານພາຫະນະ. ລະບົບເບຣກຖືກອອກແບບມາເພື່ອນຳໃຊ້ແຮງສຽດທານແບບ kinetic ເພື່ອຢຸດຍານພາຫະນະຢ່າງປອດໄພ.
ເປຣາລາຕັນ ຣູມາ ແຕງກາ
ແຮງສຽດທານຍັງມີຄວາມສຳຄັນໃນເຄື່ອງໃຊ້ໃນຄົວເຮືອນຫຼາຍຢ່າງ. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອໃຊ້ເຄື່ອງບົດກາເຟ, ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງເມັດກາເຟ ແລະ ໃບມີດຂອງເຄື່ອງບົດຊ່ວຍໃຫ້ເມັດກາເຟຖືກແຕກອອກເປັນຕ່ອນນ້ອຍໆ. ໃນເຄື່ອງຊັກຜ້າ, ແຮງສຽດທານລະຫວ່າງເສື້ອຜ້າ ແລະ ຖັງຊັກຊ່ວຍກຳຈັດຝຸ່ນອອກຈາກເສັ້ນໃຍຜ້າ.
ກິລາ
ໃນກິລາ, ແຮງສຽດທານມີບົດບາດສຳຄັນຕໍ່ການສະແດງຂອງນັກກິລາ. ໃນກິລາເຊັ່ນ: ກິລາບານເຕະ ຫຼື ບານບ້ວງ, ເກີບທີ່ມີພື້ນຢາງໃຫ້ແຮງສຽດທານທີ່ພຽງພໍເພື່ອປ້ອງກັນການເລື່ອນ. ໃນການແຂ່ງລົດ, ຢາງລົດທີ່ອອກແບບມາເປັນພິເສດແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມແຮງສຽດທານກັບໜ້າດິນຂອງສະໜາມ, ຊ່ວຍໃຫ້ລົດສາມາດລ້ຽວດ້ວຍຄວາມໄວສູງໂດຍບໍ່ເລື່ອນ.
ການກໍ່ສ້າງ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ
ໃນການກໍ່ສ້າງ, ແຮງສຽດທານຖືກໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງມີຄວາມໝັ້ນຄົງ. ຕົວຢ່າງ, ເຂັມ ຫຼື ຕະປູທີ່ຕອກລົງໃນດິນຈະສ້າງແຮງສຽດທານພຽງພໍທີ່ຈະຕ້ານທານກັບແຮງໂຫຼດແນວຕັ້ງ. ໃນອຸດສາຫະກຳການຜະລິດ, ແຮງສຽດທານຖືກໃຊ້ໃນຂະບວນການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການບົດ ແລະ ການຕັດໂລຫະ.
ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານ
ລອງມາເບິ່ງຕົວຢ່າງຂອງການຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານໃນສະຖານະການຕ່າງໆເພື່ອເຂົ້າໃຈໃຫ້ຊັດເຈນຂຶ້ນ.
ຕົວຢ່າງທີ 1: ການຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານສະຖິດ
ກ່ອງທີ່ມີມວນ 10 ກິໂລກຣາມ ຖືກວາງໄວ້ເທິງໜ້າດິນຮາບພຽງ. ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດລະຫວ່າງກ່ອງ ແລະ ໜ້າດິນແມ່ນ 0.5. ຈົ່ງຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດທີ່ສາມາດກະທຳຕໍ່ກ່ອງ.
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ມວນສານ (m) = 10 ກິໂລກຣາມ,
- ສຳປະສິດແຮງສຽດທານສະຖິດ (\(\mu_s\)) = 0.5,
- ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g)) = 9.8 m/s^2.
ການຄິດໄລ່ແຮງປົກກະຕິ (\(N\)):
\[ N = ມກ \]
\[ N = 10 \, \text{kg} \, 9.8 \, \text{m/s}^2 \]
\[ N = 98 \, \text{N} \]
ການຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດ (\(f_s^{\text{max}}\)):
\[ f_s^{\text{ສູງສຸດ}} = \mu_s N \]
\[ f_s^{\text{ສູງສຸດ}} = 0.5 \ຄູນ 98 \, \text{N} \]
\[ f_s^{\text{ສູງສຸດ}} = 49 \, \text{N} \]
ສະນັ້ນ, ແຮງສຽດທານສະຖິດສູງສຸດທີ່ສາມາດກະທຳຕໍ່ກ່ອງແມ່ນ 49 N.
ຕົວຢ່າງທີ 2: ການຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານ Kinetic
ທ່ອນໄມ້ທີ່ມີມວນ 15 ກິໂລກຣາມ ຖືກດຶງຜ່ານໜ້າດິນຮາບພຽງດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່. ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານຈົນລະຫວ່າງທ່ອນໄມ້ ແລະ ໜ້າດິນແມ່ນ 0.3. ຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານຈົນທີ່ກະທຳຕໍ່ທ່ອນໄມ້.
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ມວນສານ (m) = 15 ກິໂລກຣາມ,
- ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານ kinetic (\(\mu_k\)) = 0.3,
- ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g)) = 9.8 m/s^2.
ການຄິດໄລ່ແຮງປົກກະຕິ (\(N\)):
\[ N = ມກ \]
\[ N = 15 \, \text{kg} \, 9.8 \, \text{m/s}^2 \]
\[ N = 147 \, \text{N} \]
ການຄິດໄລ່ແຮງສຽດທານຂອງແຮງສຽດທານ (\(f_k\)):
\[ f_k = \mu_k N \]
\[ f_k = 0.3 ຄູນ 147 \, \text{N} \]
\[ f_k = 44.1 \, \text{N} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຕໍ່ບລັອກແມ່ນ 44.1 N.
ສະຫຼຸບ
ແຮງສຽດທານ, ທັງສະຖິດ ແລະ ແຮງຈົນ, ເປັນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກສ໌ທີ່ມີການນຳໃຊ້ຕົວຈິງຫຼາຍຢ່າງ. ແຮງສຽດທານສະຖິດແມ່ນແຮງທີ່ປ້ອງກັນການເລີ່ມຕົ້ນຂອງການເຄື່ອນທີ່ສຳພັດລະຫວ່າງສອງໜ້າດິນ, ໃນຂະນະທີ່ແຮງສຽດທານແບບຈົນແມ່ນແຮງທີ່ຕໍ່ຕ້ານການເຄື່ອນທີ່ສຳພັດລະຫວ່າງໜ້າດິນທີ່ມີການເຄື່ອນທີ່ແລ້ວ. ສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານ, ທັງສະຖິດ ແລະ ແຮງຈົນ, ເປັນປັດໄຈສຳຄັນທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ຂະໜາດຂອງແຮງສຽດທານ. ການເຂົ້າໃຈສູດພື້ນຖານ ແລະ ແນວຄວາມຄິດຂອງແຮງສຽດທານຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດວິເຄາະປະກົດການທາງກາຍະພາບຕ່າງໆ ແລະ ອອກແບບລະບົບທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ປອດໄພກວ່າໃນສະພາບການປະຈຳວັນ ແລະ ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ຫຼາກຫຼາຍ.
