19

แรงเสียดทาน

แรงกับการชักเย่อ

ปัจจัยที่มีผลต่อการแพ้ชนะในการชักเย่อมีหลายอย่าง  จากกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันนั้น  ทั้งสองฝ่ายที่ชักเย่อจะได้รับแรงดึงจากฝ่ายตรงข้ามที่มีขนาดเท่ากัน  แต่มีทิศทางตรงกันข้าม  ซึ่งต่างก็เท่ากับแรงตึงของเชือก  ดังแสดงในรูป (1)

1.วิเคราะห์การเคลื่อนที่

                แรงในแนวระดับที่ ได้รับจะเป็นแรงตึงเชือก (T)  และแรงเสียดทานระหว่างพื้นกับเท้า fและ  f2  โดย  A  จะอยู่ในสภาพหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ไปยังอีกฝ่ายหนึ่งนั้นขึ้นกับขนาดของ และ  ( f1+ f2 )

            ถ้า  T > ( f1+ f2 )   แล้ว จะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเข้าหาฝ่ายตรงข้าม

            ถ้า  T = ( f1+ f2 )   แล้ว จะอยู่ในสภาพนิ่งไม่เคลื่อนไหว

            ถ้า  T < ( f1+ f2แล้ว จะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเข้าหาตัวเอง

            ในทำนองเดียวกัน  ก็สามารถวิเคราะห์ ในลักษณะเดียวกัน

            ถ้าหากวิเคราะห์ผู้ชักเย่อทั้งสองฝ่ายเป็นองค์เดียว  แรงตึง (T)  จะเป็นแรงภายใน  (  internal  force )  ของระบบนี้  ซึ่งจะไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ขององค์รวมนี้  จึงพิจารณาแต่แรง  ( f1+ f2และ  ( f3+ f4ซึ่งเป็นแรงภายนอก  ( external  force )  2  กลุ่มที่มีทิศตรงข้ามกัน  ดังนั้นการแพ้ชนะในการชักเย่อดูเหมือนจะขึ้นอยู่กับว่าแรงภายนอกกลุ่มใดมีขนาดใหญ่กว่ากัน

            เนื่องจากแรงเสียดทาน ( f )  เท่ากับผลคูณของสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน m  กับแรงกดโดยตรง  ( ในที่นี้คือน้ำหนัก  mg )  นั่นคือ

f = mmg

เพราะฉะนั้น  ถ้าพื้นของฝ่ายใดลื่นกว่าจะทำให้ฝ่ายนั้นเสียเปรียบ  ดังนั้นหากแข่งขันกันจบในแต่ละรอบควรเปลี่ยนข้างกัน

2.วิเคราะห์จากการเคลื่อนหมุน

            ในการชักเย่อนอกจากจะเกิดการเคลื่อนที่แล้วยังอาจถูกฝ่ายตรงข้ามดึงจนล้มลง  เกิดเป็นการเคลื่อนหมุน

จากรูป (2)  จะเห็นว่าเมื่อ ถูกลากจนเคลื่อนหมุนไปนั้น  เขาได้รับโมเมนต์ของแรงที่มีทิศทางตรงกันข้าม  หากคิดว่าเท้าด้านหน้าที่แตะพื้นเป็นจุดหมุน 

จะคำนวณได้ดังนี้

            โมเมนของแรงตามเข็มนาฬิกา =  T ´ h

            โมเมนของแรงทวนเข็มนาฬิกา = W ´ l

            เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกดึงล้มลงต้องพยายามลดค่า ลง  ( ย่อตัวให้ต่ำและเพิ่มค่า l ให้มากขึ้น  ( กางขาทั้งสองข้างออกให้มาก )

            3.ทิศทางในการดึงเชือก

            ทิศของแรงในการดึงควรทำมุมกับเชือกให้เล็กที่สุด  ( ถ้าขนานกับเชือกได้จะดีที่สุด ทั้งนี้จะช่วยเพิ่มแรงลัพธ์ได้  ในรูป (3)  เป็นการดึงที่ถูกต้อง  และรูป (4)  เป็นการดึงที่ผิด

            ที่กล่าวมาข้างต้นเป็นหลักการทางฟิสิกส์ในการชักเย่อ  การแพ้ชนะในการชักเย่อนอกจากสัมพันธ์กับหลักทางฟิสิกส์แล้ว  ยังขึ้นกับสรีระและจิตใจของผู้แข่งขันด้วย

  ? คิดสักนิด

            ลองใช้หลักการของแรงเสียดทานกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันและโมเมนต์ของแรง  มาพิจารณาปัจจัยที่มีผลต่อการแพ้ชนะในการชักเย่อ

คำตอบ

            การแพ้ชนะในการชักเย่อที่สำคัญจึงขึ้นกับน้ำหนักโดยรวมของผู้เข้าแข่งขันแต่ละฝ่าย และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างรองเท้ากับพื้น

ศัพท์ฟิสิกส์

ความตึง (tension)  เป็นแรงภายในของวัตถุ  เมื่อวัตถุนั้นถูกดึง

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน (Newton’ s third law of motion)  กล่าวว่าทุกแรงกิริยาย่อมมีแรงปฏิกิริยาที่มีขนาดเท่ากัน  แต่มีทิศตรงข้ามเสมอ

          

ฟิสิกส์ในชีวิตประจำวัน  ของเรืองชัย-รำพรรณ  รักศรีอักษร  เรียบเรียง  ดร. ประมวล  ศิริผันแก้ว บรรณาธิการ

     ฟิสิกส์ราชมงคลขอขอบคุณมากครับ

  หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์) 

 ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2  กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์ เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์  2 (บรรยาย) แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c  
ฟิสิกส์พิศวง สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์ วีดีโอการเรียนการสอน
หน้าแรกในอดีต  

   การทดลองเสมือน 

บทความพิเศษ  ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)
พจนานุกรมฟิสิกส์ 

 ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์ 

 สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์  ดาราศาสตร์ราชมงคล

  แบบฝึกหัดกลาง 

แบบฝึกหัดโลหะวิทยา  

 แบบทดสอบ

ความรู้รอบตัวทั่วไป 

 อะไรเอ่ย ?

ทดสอบ(เกมเศรษฐี) 

คดีปริศนา

ข้อสอบเอนทรานซ์ เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
คำศัพท์ประจำสัปดาห์  

  ความรู้รอบตัว

การประดิษฐ์แของโลก ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง  การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ  

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์   

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ฟิสิกส์ในชีวิตประจำวัน