สารบัญกระดานฟิสิกส์ราชมงคล

a )  ยานอวกาศในอุดมคติประกอบด้วยล้อขนาดใหญ่   ถ้าล้อขนาดใหญ่หมุนตามเข็มนาฬิกาดังรูป   ยานอวกาศก็จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา  b)  ถ้าเบรกล้อให้หยุดหมุน  ยานอวกาศก็จะหยุดหมุนด้วยเหตุผลนั้นเป็นเพราะ  เฉลย

การปรับแต่งตำแหน่งของยานอวกาศ  โดยอาศัยหลักการของโมเมนตัมเชิงมุม    เพราะว่า ยานอากาศกับล้อขนาดใหญ่ เป็นระบบอิสระ ไม่มีแรงหรือแรงบิดภายนอกมากระทำกับระบบ    เพราะฉะนั้นโมเมนตัมเชิงมุมรวมของระบบจึงเป็นศูนย์   ทั้งยานอวกาศและล้อจึงไม่หมุน   แต่เมื่อต้องการจะเปลี่ยนตำแหน่งหรือมุมของยานอวกาศ  ก็บังคับมอเตอร์ไปหมุนล้อดังรูป  a   ซึ่งจะทำให้ยานอวกาศหมุนในทิศตรงกันข้าม  เพื่อให้โมเมนตัมเชิงมุมรวมของระบบรวมยังคงเป็นศูนย์    แต่เมื่อ  ล้อหยุดหมุน  ดังรูป  b   ยานอวกาศก็จะหยุดหมุนด้วย  

    สำหรับยานอวกาศวอยเยอร์เจอร์  2  ซึ่งขึ้นไปสำรวจดาวเคราะห์ยูเรนัส ตั้งแต่ปี  1986   ต้องคำนึงถึงการหมุนชองล้อด้วย  ซึ่งเกิดมาจากการหมุนของเทปในตลับ  เพราะจะทำให้ยานอากาศเปลี่ยนมุมได้  เพื่อจะทำให้ยานอวกาศมุ่งไปในทิศทางที่ถูกต้อง  ยานอวกาศจะต้องมีแรงขับจากแก๊สของตัวยานอวกาศเอง ที่จะคอยปรับแต่งผลของการหมุนที่เกิดจากเทปบันทึกภายในที่อยู่ในตัวยานด้วย

ดาวเทียมชี้ไปในทิศทางเดียว

ดาวเทียมบางดวงใช้หลักการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม  เพื่อปรับตำแหน่งของดาวเทียมในอวกาศ  ดังรูป   ภายในดาวเทียมจะประกอบด้วยล้อ  3  อัน ตั้งฉากซึ่งกันและกัน  แต่ละอันมีมอเตอร์และเบรกไว้สำหรับควบคุมการหมุน  เมื่อล้อเริ่มหมุน  ดาวเทียมจะเริ่มหมุนเช่นกันแต่ไปในทิศตรงกันข้ามกับล้อ  หลังจากที่อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการ  ก็บังคับให้ล้อหยุดหมุน  ดาวเทียมก็จะหยุดหมุนตามไปด้วย  เมื่อใช้วิธีนี้เราสามารถที่จะบังคับทิศทางของดาวเทียมได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงหรือพลังงานมากมายนัก  รูปบน ขณะที่ดาวเทียมโคจรอยู่รอบโลก  ตำแหน่งของแผงโซลาร์ อาจจะไม่ตรงกับแสงอาทิตย์ ดังนั้นจึงต้องมีการปรับแต่งตำแหน่งของดาวเทียมเสมอ เพื่อให้พลังงานแสงที่ตกลงบนแผงโซลาร์มากที่สุด

แบบฝึกหัด   การหมุน  โมเมนตัมเชิงมุม  โมเมนต์

แบบทดสอบ  การหมุน    1    2    3  

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์เรื่องการหมุน

• ความเร็วเชิงมุม

• ความเร่งเชิงมุม

• การหมุนด้วยความเร่งเชิงมุมคงที่

• ความสัมพันธ์

• พลังงานจลน์ของการหมุน

• วิธีการคำนวณหาโมเมนต์ความเฉื่อย

• ทฤษฎีแกนขนาน

• ทอร์ค

• ทอร์คและความเร่งเชิงมุม

• งานและกำลังของการหมุน

• แกนหมุนเคลื่อนที่

• โมเมนตัมและการดลเชิงมุม

• การคงตัวของโมเมนตัมเชิงมุม

• เวกเตอร์เชิงมุม 

• สรุป

• แบบฝึกหัดพร้อมเฉลย

กฎการคงตัวของโมเมนตัมเชิงมุม

                เมื่อไม่มีแรงบิดหรือทอร์กกระทำจากภายนอก  โมเมนตัมเชิงมุมทั้งขนาดและทิศทางจะคงที่  ดังเช่น  เข็มทิศไจโรสโคปที่หมุนอยู่ในเรือ  ถ้าไม่มีทอร์กภายนอกไปกระทำมันจะไม่เปลี่ยนทิศทาง  แม้ว่าเรือลำนั้นจะเคลื่อนที่รอบโลกไปที่ใดก็ตามดังรูป     ดังนั้นเข็มทิศไจโรจึงนำไปใช้ในระบบนำร่อง     ปัจจุบันมีระบบคอมพิวเตอร์ในการคำนวณ ดังนั้นเมื่อเรือเปลี่ยนตำแหน่งไป คอมพิวเตอร์จะคำนวณเทียบกับตำแหน่งของเข็มทิศไจโร คำนวณพร้อมไปกับข้อมูลจากตัววัดความเร่ง  คอมพิวเตอร์จะคำนวณหาระยะทางจากจุดเริ่มต้นได้ แม่นยำไม่มีผิดพลาด 

คลิกตอบค่ะ

โยโย ลูกดิ่งมหาสนุก

      บทนำ

      บนพื้นโลกของเรานี้  มีเครื่องเล่นสนุกสนานมากมาย  หนึ่งในจำนวนนั้นก็คือ โยโย ลูกดิ่งมหาสนุก  มันเป็นเครื่องเล่นที่แสนมหัศจรรย์  ผู้เล่นที่ชำนาญสามารถเหวี่ยงลูกดิ่งนี้ไปได้ทุกทิศทุกทาง   หรือให้มันหมุนค้างอยู่กลางอากาศ  และเมื่อการหมุนช้าลง  เราก็สามารถดึงลูกดิ่ง กลับเข้าไปในมือ พร้อมที่จะเหวี่ยงออกไปใหม่ได้

      ความมหัศจรรย์นี้อยู่บนหลักพื้นฐานทางฟิสิกส์ทั้งสิ้น   หลายพันปีก่อน ลูกดิ่งโยโยก็ได้ปรากฎตัวขึ้นมาบนพื้นโลก  ตอนนั้นยังไม่มีใครสามารถอธิบายตามหลักวิทยาศาสตร์ได้  จนไม่กี่ร้อยปีมานี้ ที่นักวิทยาศาสตร์ไขข้อข้องใจ ได้สำเร็จ

      ฟิสิกส์ราชมงคลจะอธิบายหลักการพื้นฐาน โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ ให้ผู้สนใจได้ทราบในหน้าถัดไป

ลูกดิ่ง  เป็นเครื่องเล่นที่คนนิยมกันมาก เป็นเวลาหลายพันปีมาแล้ว

คลิกเพื่ออ่านต่อครับ