กายกรรมกับทรงกลม 
จากรูปนักกายกรรมหรือนักแสดงมายากล จะนำหลักฟิสิกส์ไปใช้โดยไม่รู้ตัว เช่นในรถไต่ถัง หรือในการเคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนวดิ่ง อย่างรูปที่เรียกว่าทรงกลมแห่งความกลัว ทำด้วยโลหะโตพอที่จะให้รถจักยานยนต์ 1 - 2 คัน วิ่งภายในได้ ผู้ขับรถจักรยานยนต์จะต้องขับด้วยความเร็วสูงพอเพื่อที่จะให้รถจักยานยนต์เคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนว ที่ต้องการได้ ความน่ากลัวในการขับรถจักรยานยนต์ดังกล่าวเกินขึ้น 2 ประการ คือ
ขับรถให้เคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนวดิ่ง และขับให้เคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนวราบ ได้อย่างปลอดภัย
2. แรงเนื่องจากน้ำหนักของรถและคนขับ
3. แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉากกับผิวสัมผัส ที่ผนังภาชนะกระทำต่อยางรถจักรยานยนต์
แรงทั้งสามกระทำต่อคนและรถทำใหเกิดแรงลัพธ์กระทำต่อวัตถุในทิศเข้าหาจุดศูนย์กลางของการเคลื่อนที่
รูปแสดง
การเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นวงกลมในแนวดิ่ง
สามารถใช้ลูกศรไป
- กลับ
ดูแรงที่กระทำต่อวัตถุที่ตำแหน่งต่าง
ๆ ได้
|
|
จะเกิดอะไรขึ้น ถ้ารถมีความเร็วต่ำ?
|
ถ้ารถมีความเร็วต่ำกว่าที่ควรจะเป็น
เมื่อวัตถุขึ้นถึง
จุดสูงสุดน้ำหนักของคนและรถุ(w)ซึ่งมีค่ามากกว่า
แรงสู่ศูนย์กลางที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปตามผนัง
ภาชนะได้
ทำให้วัตถุตกลงมา
..it falls! ถ้า FC < w รถไม่สามารถเคลื่อนที่ครบรอบได้ |
จะเกิดอะไรขึ้น ถ้ารถมีความเร็วพอดี?
|
ถ้ารถมีความเร็วพอเหมาะ
เมื่อรถขึ้นถึงจุดสูงสุด
นำหนักของคนและรถ (w)
จะเท่ากับแรงสู่ศูนย์กลาง
( FC).
ที่วัตถุต้องการในการเคลื่อนที่พอดี
โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยแรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉาก
ระหว่างผนังภาชนะกับยางรถเลย
จึงทำให้รถเคลื่อนที่ครบรอบได้. ถ้า FC = w รถจะเคลื่อนที่ครบรอบได้ |
จะเกิดอะไรขึ้น ถ้ารถมีความเร็วสูง?
|
ถ้ารถมีความเร็วสูง
น้ำหนักของคนและรถ (w)
มีไม่เพียงพอต่อการวิ่งไปตามโค้ง
จึงต้องอาศัยแรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉาก (FN)
เพื่อให้เกิดแรงสู่ศูนย์กลาง (FC). ตามต้องการ ถ้า FC > w รถจะเคลื่อนที่ครบรอบได้ |
![]() |
เมื่อขับรถเป็นวงกลมในแนวราบ
จะมีแรง 3
แรงกระทำต่อคนและรถ
คือ
1. แรงเนื่องจากน้ำหนักของคนและรถ(w) 2. แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉากกับผิวสัมผัสระหว่างยางรถกับผนังภาชนะ(FN) 3 แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างยางรถกับผนังภาชนะ(fs) แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉาก (FN) จะกระทำต่อมวลในทิศเข้าหาจุดศูนย์กลางของการเคลื่อนที่เสมอ ดังนั้นแรงนี้จึงเป็นแรงสู่ศูนย์กลาง (FC).ด้วย ดังนั้นไม่ว่า วัตถุอยู่ที่จุดใด ๆ แรงสู่ศูนย์กลางจะเท่าเดิมเสมอ หาได้จาก |
เกิดอะไรขึ้น ถ้า...
...รถวิ่งช้า ๆ? |
...รถวิ่งด้วยความเร็วพอดี? |
...รถวิ่งด้วยความเร็วสูง? |
|
|
|
| ถ้ารถวิ่งด้วยความเร็วต่ำ
ๆ
แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉาก (FN)
มีขนาดไม่เพียงพอเพื่อที่จะให้วัตถุสมดุล เนื่องจาก
แรงเสียดทานสถิตย์ (fsmax)
กับแรงเนื่องจากน้ำหนัก (w)
จะทำให้รถลื่นไถลลงข้างล่าง
...it fall! ่ไม่ครบรอบถ้า fsmax < w |
ถ้ารถวิ่งด้วยความเร็วพอดี
แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉาก (FN)
มีขนาดเพียงพอเพื่อที่จะให้
วัตถุสมดุลเนื่องจาก
แรงเสียดทานสถิตย์ (fsmax)
กับแรงเนื่องจากน้ำหนัก (w)
จะทำให้รถเคลื่อนที่ครบวงได้ ครบรอบถ้า fsmax = w |
ถ้ารถวิ่งด้วยความเร็วมาก
ๆ
แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉาก (FN)
มีขนาดมากพอเพื่อที่จะให้
วัตถุสมดุลเนื่องจาก
แรงเสียดทานสถิตย์ (fsmax)
กับแรงเนื่องจากน้ำหนัก (w)
จะทำให้รถเคลื่อนที่เป็นวงกลมได้ ครบรอบถ้า fsmax > w |
ขอบคุณที่ท่านให้ความสนใจฟิสิกส์...ครับ
ประเจียด ปฐมภาค ผู้จัดทำ
ทดลองไม่ได้ให้ Download
และ
ไป setup ที่เครื่องก่อนจึงจะเล่นได้ครับ
|
มอเตอร์ไซด์ในลูกกรงเหล็ก นักบิดมอเตอร์ไซด์ต้องการทำลายสถิติโลก โดยการขับมอเตอร์ในลูกกลมเหล็กเส้นผ่าศูนย์กลาง 4 เมตร ว่าจะเข้าไปขับได้มากที่สุดกี่คัน คำถาม ความเร็วของรถมอเตอร์ไซด์ เพื่อให้คนขับวกขึ้นไปถึงจุดบนสุด ของลูกกรงเหล็กได้
|
ครั้งที่
เรื่องการทดลองเสมือนจริง