การระเบิด

การระเบิด 

       โมเมนตัมของสะเก็ดระเบิดแต่ละอันรวมกันแบบเวกเตอร์แล้วต้องเท่ากับโมเมนตัมของลูกระเบิดที่กำลังตกลงมา กฎการณ์อนุรักษ์โมเมนตัม แลกฎการอนุรักษ์พลังงาน(จะเล่าถึงในบทถัดไป) เป็นหัวใจของวิชากลศาสตร์ กฎนี้ทำให้เราเข้าใจความสำพันธ์ระหว่างอนุภาคระดับเล็กๆจนถึงจักรวาลอันกว้างใหญ่

อ้างอิง 

https://sites.google.com/site/kanoknaew/home/phu-cad-tha

การชนในสองมิติ

การชนในสองมิติ

          การชนที่ศึกษามาแล้วนั้นเป็นการชนในแนวตรงหรือการชนในหนึ่งมิติ การชนของวัตถุโดยทั่วไปหลังจากการชน วัตถุทั้งสองอาจจะกระเด็นไปคนละทาง โดยไม่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน หรือเคลื่อนที่แยกจากกันในแนวทำมุมกัน ดังรูป เป็นเพราะแนวการเคลื่อนที่ของศูนย์กลางมวลของวัตถุที่เคลื่อนที่เข้าชนไม่ผ่านศูนย์กลางมวลของวัตถุที่ถูกชน การชนลักษณะนี้เรียกว่า การชนในสองมิติ

ตัวอย่างที่  1  โมเลกุลของก๊าชตัวหนึ่งวิ่งด้วยความเร็ว  300  m/s  หลังชนโมเลกุลตัวหนึ่งจะมีความเร็ว 260 m/s
ในทิศทำมุม  30 องศากับความเร็วของโมเลกุลที่เข้ามาชน  ถามว่า หลังชนแล้วโมเลกุลอีกตัวจะมีความเร็ว
เท่าใด  ถ้ามวลโมเลกุลทุกตัวเท่ากัน
        วิธีทำ

อ้างอิง ตัวอย่างโจทย์

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

       กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม ถ้าไม่มีแรงจากภายนอกมากระทำต่อระบบ ผลรวมโมเมนตัมของระบบจะมีค่าคงที่ จากกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน จะได้

สรุปได้ว่า เมื่อไม่มีแรงภายนอกมากระทำต่อระบบ ผลรวมของโมเมนตัมก่อนการชนของระบบเท่ากับผลรวมของโมเมนตัมหลังการชนของระบบ นั่นคือ โมเมนตัมรวมของระบบมีค่าคงตัว เรียกว่า กฎอนุรักษ์โมเมนตัม ( law of conservation of momentum)

การชน

 การชน

   การที่ก้อนวัตถุเคลื่อนที่เข้ากระทบกัน ระหว่างกระทบกันย่อมมีแรงกระทำระหว่างกัน แต่การชนกันระหว่างอนุภาคซึ่งต่างมีประจุไฟฟ้า อนุภาคจะไม่เข้ามาสัมผัสกัน แต่ขณะที่ใกล้กันก็จะมีแรงกระทำระหว่างกันและอาจจะผลักกันค่อยๆ เปลี่ยนโมเมนตัม ซึ่งในทางฟิสิกส์ถือว่า อยู่ระหว่างการชนกัน

การชนในหนึ่งมิติ

   การชนในหนึ่งมิติหรือการชนในแนวตรง คือ การชนที่แนวการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสองจะอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันทั้งก่อนการชนและหลังการชน การชนในแนวตรงจะเกิดขึ้นได้เมื่อแนวการเคลื่อนที่ของศูนย์กลางมวลของวัตถุที่เคลื่อนที่เข้าชนผ่านศูนย์กลางมวลของวัตถุที่ถูกชน การชนในแนวตรง นอกจากจะมีการถ่ายโอนโมเมนตัมระหว่างกันแล้ว ยังมีการถ่ายโอนพลังงานจลน์ระหว่างกันอีกด้วย

ยกตัวอย่าง

การดลและแรงดล

การดลและแรงดล

        ตามที่ได้ศึกษามาแล้วว่า  เมื่อวัตถุสองสิ่งมีการกระทบกัน  จะมีแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยากระทำระหว่างกัน  เมื่อพิจารณาแรงกระทำต่อวัตถุก้อนใดก้อนหนึ่ง  จะเป็นไปตามสมการ

              การดลเป็นปริมาณเวกเตอร์มีทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุ มีหน่วย นิวตัน วินาที ( N s ) หรือ กิโลกรัม เมตรต่อวินาที ( kg  m/s ) 

          

แรงดลที่กระทำต่อวัตถุต่างๆ

โดยทั่วไป  เมื่อวัตถุสองสิ่งกระทบกัน  เช่น  ลูกบอลกระทบกำแพง  ลูกเทนนิสกระทบไม้ตีเทนนิสค้อนกระทบตะปู  รถชนกัน  เป็นต้น  ในแต่ละกรณี  แรงที่กระทำซึ่งกันในช่วงเวลาของการกระทบมีขนาด ไม่คงตัว

ตัวอย่างการดลและแรงดล

   ลูกบอลมวล 0.4 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3.5 เมตรต่อวินาที ในแนวระดับเข้าหากำแพง เมื่อกระทบแล้วลูกบอลสะท้อนออกมาในแนวระดับด้วยความเร็ว 2.5 เมตรต่อวินาที จงหาการดลที่กระทำต่อลูกบอล

แนวคิด

ลูกบอลกระทบกำแพงแล้วสะท้อนออกมาลุกบอลมีการเปลี่ยนทิศทางโดยกำหนดให้ความเร็วของลูกบอลที่เข้าหากำแพงมีเครื่องหมายบวก ( + ) ดังนั้นความเร็วของลูกบอลที่ออกจากกำแพงจะมีเครื่องหมายลบ (-)

วิธีทำ หาการดลที่กำแพงกระทำต่อลูกบอลซึ่งมีค่าเท่ากับโมเมนตัมเปลี่ยนไป จากสมการ

Momentum

https://www.youtube.com/watch?v=vKY3rs7GD1c

ถ้าเราใช้ความรู้สึกของเรา ในการพยายามหยุดวัตถุให้เคลื่อนที่โดยใช้ในการออกแรงทำให้หยุดเท่ากัน จินตนาการ หรือทดลองดูว่า ระหว่างการใช้มือกับลูกปิงปอง ลูกเทนนิส ลูกฟุตบอล และลูกเหล็ก ที่ปล่อยให้ตกจากที่สูงเท่ากัน จะบอกได้ว่า การรับลูกเหล็กต้องใช้แรงมากที่สุด รองลงมาคือลูกฟุตบอล ลูกเทนนิส และลูกปิงปอง ตามลำดับ แสดงว่า แรงที่ใช้ในการรับเปลี่ยนตามมวลและอาจเป็นปฏิภาคกับมวล การตกจากที่สูงเท่ากัน แสดงว่าความเร็วก่อนถึงมือที่รับเท่ากัน ในขณะที่ถ้าใช้วัตถุเดียวกันปล่อยจากที่สูงต่างกัน จะพบว่า เมื่อตกจากที่สูงกว่า วัตถุตกถึงมือด้วยความเร็วสูงขึ้น ก็ต้องใช้แรงที่รับมากขึ้น ปริมาณนี้อาจจะคล้ายพลังงานจลน์ แต่พลังงานจลน์วัดจากงานที่ทำให้หยุด หรือแรงที่ทำให้หยุดในระยะทางเท่ากัน แต่เมื่อเปลี่ยนเป็นแรงที่ทำให้หยุดในเวลาเท่ากันจะต่างกันอย่างไร

การเคลื่อนที่แบบเชิงเส้นและแบบหมุน การอนุรักษ์โมเมนตัม โมเมนตัมเชิงมุม พลังงาน ความยืดหยุ่น การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก การแกว่งกวัดแบบหน่วงและเรโซแนนซ์ การแผ่ของคลื่น คลื่นเสียงการไหลของของไหล ความร้อนและอุณหพลศาสตร์ ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส

............................................................................

อย่างไรก็ตาม ทั้งมวลและความเร็วของวัตถุมีผลต่อการออกแรงเพื่อทำให้วัตถุมีการเคลื่อนที่หยุดในเวลาเดียวกัน และด้วยเหตุผลที่น้องๆ จะได้เรียนต่อไปนี้ พบว่า ผลคูณระหว่างมวลและความเร็วของวัตถุที่เรียกว่า โมเมนตัมของวัตถุ คือ ปริมาณที่วัดความพยายามที่จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า นั่นคือ เป็นการให้นิยามว่า

ตัวอย่างที่ 1 ถ้ารถไฟฟ้า BTS มีผู้โดยสารเต็ม มีมวล 96 ตัน วิ่งด้วยความเร็ว 108 km/hr จะมีโมเมนตัมเท่าใด และเป็นกี่เท่าของรถบรรทุกที่มีมวล 16 ตัน ที่วิ่งอยู่ด้วยความเร็ว 54 km/hr

อ้างอิงและขอบคุณ

จัดทำโดย

นายกมลภัทร   โกทา
นายวรทัต      ปั้นอินทร์

นางสาวเบญญาภา  เกศจันทร์

นางสาวสุอังคณา    หนูชู

นางสาวอรพรรณ   สิทธิไทย

นางสาวกัญญานุช    สายสุด 

นักเรียนระดับชั้น ม.5/3  โรงเรียนหัวหิน