หน วยที่ 1 เรื่อง...

หนวยการเรยนรท 1

ชนมธยมศกษาปท 5ชนมธยมศกษาปท 5โดยครศรไพร แตงออนโดยครศรไพร แตงออน

หนวยท 1เรอง การเคลอนทแบบวงกลม

ครศรไพร แตงออน

การเคลอนทแบบวงกลม


ผลการเรยนรทคาดหวง

สารวจ ตรวจสอบ และอธบายการเคลอนทแบบวงกลม และการนาไปใชประโยชน


กจกรรมการเคลอนทแบบวงกลมแนวระดบ


จกยางจะคงสภาพการเคลอนทแบบวงกลมอยไดภายใตเงอนไข

อะไรบางครศรไพร แตงออน

มแรงดงเชอกกระทาตอจกยางหรอไม


วเคราะหความสมพนธระหวางอตราเรวในการเคลอนท รศมการเคลอนทของจกยางและแรงดงเชอก


การเคลอนทของวตถในวงกลมเปนการเคลอนททเกดขนแลวแรงลพธทกระทาตอวตถไมเทากบศนย โดยทศของแรงลพธจะมทศพงเขาหาจดศนย -กลางวงกลม และตงฉากกบความเรวโดย v มทศเดยวกบเสนสมผสวงกลม


แรงสศนยกลาง(Centripetal Force)

vFc


การขบรถบนถนนโคงในสภาพเปยกลน ควรขบรถอยางไร

ใหปลอดภยมากทสดครศรไพร แตงออน

การขบรถเขาโคงจะมแรงสศนยกลางนมาจากไหน


สภาพของยางรถและถนน มความสาคญอยางไรกบ

ความปลอดภยในการขบรถยนตและรถจกรยานยนต


ตวอยางการเคลอนทแบบวงกลม


วตถผกเชอก แกวงเปนวงกลมบนโตะระดบผวเกลยง

T

แรงตงเชอกเปนแรงสศนยกลางT = แรงสศนยกลาง

= mv2/r


ดาวเทยม

นาหนกดาวเทยมลงสโลกเปนแรงสศนยกลางmg = แรงสศนยกลาง

= mv2/r

mgv


การแกวงรปกรวย

T cos θ เปนแรงชวยยกวตถ T cos θ = mg

T sin θ เปนแรงสศนยกลางT sin θ = mv2/r

mg

T T cos θ

T sin θθ

lr


mg

Nรถเคลอนทบนสะพานโคง

mg - N = FC


วตถกลงในวงโคง

mgN

N +mg = FC


O

ก ข

วตถขณะเคลอนทเปนทางโคง


N

mg Fc


จากรป เมอวตถเคลอนทเปนวงกลมได

แสดงวาจะตองมแรงหนงกระทาตอผววตถ โดยทศของแรงพงเขาสศนยกลางวงกลม แรงนคอ

แรงเสยดทานครศรไพร แตงออน

N

f f

N R

θ

θ

R

f = ,mv2r N = mg


การโคจรของโลกและดวงจนทรรอบดวงอาทตย


กฎแรงดงดดระหวางมวล

วตถทกชนดในเอกภพจะสงแรงดงดดซงกนและกน โดยขนาดของแรงดงดดระหวางวตถจะแปรผนตรงกบผลคณระหวางมวลของวตถทงสองและแปรผกผนกบกาลงสองของระยะทางระหวางวตถทงสอง


mโลก

mวตถ

rโลกF =

Gmโลกmวตถr2

G เปนคาคงทสากล = 6.67×10-11 N.m2/kg2ครศรไพร แตงออน

F =Gm1m2

r2

r

m1 m2


ทาไมดวงจนทรจงโคจรรอบโลกอยได


ดาวเทยมทโคจรใกลและไกลจากโลก จะมอตราเรวในการ

โคจรตางกนอยางไรครศรไพร แตงออน

ชวงเวลาทวตถใชในการเคลอนทครบ 1 รอบ เรยกวา คาบ(period)

จานวนรอบทวตถเคลอนทไดใน1 หนวยเวลา

เรยกวา ความถ(frequency)


ความสมพนธของ Tและf


เมอทราบ T , f และ รศม ในการเคลอนท สามารถนามาหาอตราเรว

ของวตถขณะเคลอนทได

vr


อตราเรว(v) = ระยะทาง (s)เวลา (t)

โดยท s = 2πrและ r คอรศมวงกลม

... v = 2πrT

vr


v = 2πrTจาก

v = 2πr.f

เพราะ T = 1f


รถมอเตอรไซดไตถงเคลอนทรอบถง 4 รอบในเวลา 1 นาท คาบ

ของการเคลอนทเปนเทาไรครศรไพร แตงออน

ดาวเทยมไทยพฒน ดาวเทยมดวงแรกทออกแบบและสรางโดยฝมอคนไทยโคจรรอบโลก 1 รอบ ในเวลา 10 นาท คาบและ

ความถของการเคลอนทเปนเทาไรครศรไพร แตงออน

ตวอยางแบบทดสอบ1. ขอใดกลาวถกตองเกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. แรงเขาสศนยกลางของวตถคงทข. ความเรงเขาสศนยกลางของวตถคงทค. ความเรวของวตถคงทง. วตถไมอยในสภาพสมดล


2. วตถทเคลอนทเปนวงกลม ดวยอตราเรวคงท มปรมาณใดบางไมคงทก. แรงสศนยกลางข. ความเรงสศนยกลางค. ความเรวง. ถกทกขอ


3. ถาดาวเทยมโคจรรอบโลกเปนวงกลมดวยอตราเรวคงท ขอใดผดก. ขนาดความเรงของดาวเทยมมคาคงทข. ดาวเทยมมทศของความเรงสศนยกลาง ของโลกเสมอ

ค. เวลาทดาวเทยมเคลอนทครบรองคงทง. โลกมแรงกระทาตอดาวเทยมมากกวาแรงทดาวเทยมกระทาตอโลก


5. ในการแสดงการขจกรยานยนตโลดโผน ขณะทผแสดงกาลงขเปนวงกลมบนพนราบทมความฝดอยนน เขาจะตองทาอยางไรจงจะไมเกดอบตเหตแลวทาใหรถลม


ก. เอยงรถมากขนและลดอตราเรวลงเมอตองการขเปนวงกลมทมขนาดใหญขน

ข. รถเอยงมากขนเมอตองการขใหเรวขนโดยมรศมเทาเดม

ค. นงตวตรง ๆ แลวเพมความเรวขนเพอใหวงกลมรศมมากขน

ง. เอยงรถมากขนดวยอตราเรวเทาเดม เมอตองการใหวงกลมใหญขน


6. ขอใดกลาวถกตอง เกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. ในการทดลองหมนจกยางทผกดวยเชอกถาแรงตงเชอกมากขนคาบของการหมนจะนอยลง

ข. ในการทดลองหมนจกยางทผกดวยเชอกถารศมเพมขน คาบของการหมนจะเพมขน


6. ขอใดกลาวถกตอง เกยวกบการเคลอนทแบบวงกลม

ค. ในการเลยวโคงของรถบนทางโคง อตราเรวของรถจะแปรตามรากทสองของมวลของรถง. การเลยวโคงของรถบนทางโคง ทมรศมความโคง

มากกวา จะสามารถเลยวโคงดวยอตราเรวทเรวกวา


1. ขอใดกลาวถกตองเกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. แรงเขาสศนยกลางของวตถคงทข. ความเรงเขาสศนยกลางของวตถคงทค. ความเรวของวตถคงท

ง.วตถไมอยในสภาพสมดล
