52
ติวสบาย ฟิ สิกส์ เล่ม ř http://www.pec9.com บททีÉ ś แรง และกฏการเคลืÉอนทีÉของนิวตัน 1 บททีÉ ś แรง และกฎการเคลืÉอนทีÉของนิวตัน 3.1 มวล มวล (m) หมายถึงสมบัติต้านการเปลีÉยนสภาพการเคลืÉอนทีÉของวัตถุ สมบัติของมวลข้อนีÊ อาจเรียกอีกอย่างว่า “ ความเฉืÉอย ” ตัวอย่างเช่น หากเรามีก้อนหินขนาดใหญ่ (มีมวลมาก) การจะผลักให้ก้อนหินนีÊเคลืÉอนทีÉ ต้องใช้แรงผลักมาก ทัÊงนีÊเป็นเพราะก้อนหินทีÉมีมวลมากนัÊนจะมีความสามารถในการต้านการ เคลืÉอนทีÉได้มากนัÉนเอง ในทางกลับกันก้อนหินทีÉมีมวลน้อยก็จะต้านการเคลืÉอนทีÉได้น้อย หาก ต้องการให้เกิดการเคลืÉอนทีÉก็ใช้แรงเพียงน้อยก็สามารถทําให้เคลืÉอนทีÉได้ ควรรู้ 1) มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg) 2) มวลเป็นปริมาณซึÉงคงทีÉ ř(มช śŘ) ปริมาณใดในทางฟิสิกส์ ทีÉบอกให้เราทราบว่า วัตถุใดมีความเฉืÉอยมากน้อยเพียงใด ř. แรง Ś. นํÊาหนัก ś. ความเร่ง Ŝ. มวล 2(มช śŘ) วัตถุอันหนึÉงมีมวล ś.0 กิโลกรัม บนโลก เมืÉอนําวัตถุนีÊไปดาวจูปิเตอร์ซึÉงมี g เป็น řŘ เท่าของโลก วัตถุนีÊจะมีมวลเป็นกีÉกิโลกรัม ř. ś.Ř Ś. š.Š ś. śŘ.0 Ŝ. šŠ.0 มวลมาก ต้านการเคลืÉอนทีÉมาก ต้องใช้แรงผลักมาก มวลน้อย ใช้แรงน้อย ต้านการเคลืÉอนทีÉน้อย

ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

1

บทท แรง และกฎการเค ล อนท ของนวตน

3.1 มวล

มวล (m) หมายถงสมบตตานการเปลยนสภาพการเคลอนทของวตถ สมบตของมวลขอน

อาจเรยกอกอยางวา “ ความเฉอย ”

ตวอยางเชน หากเรามกอนหนขนาดใหญ (มมวลมาก) การจะผลกใหกอนหนน เคลอนท

ตองใชแรงผลกมาก ท งน เปนเพราะกอนหนทมมวลมากน นจะมความสามารถในการตานการ

เคลอนทไดมากน นเอง ในทางกลบกนกอนหนทมมวลนอยกจะตานการเคลอนทไดนอย หาก

ตองการใหเกดการเคลอนทกใชแรงเพยงนอยกสามารถทาใหเคลอนทได

ควรร 1) มวลเปนปรมาณสเกลาร มหนวยเปนกโลกรม (kg)

2) มวลเปนปรมาณซงคงท

(มช ) ปรมาณใดในทางฟสกส ทบอกใหเราทราบวา ว ตถใดมความเฉอยมากนอยเพยงใด

. แรง . น าหนก . ความเรง . มวล

2(มช ) ว ตถอนหนงมมวล .0 กโลกรม บนโลก เมอนาว ตถน ไปดาวจปเตอรซงม g เปน

เทาของโลก ว ตถนจะมมวลเปนกกโลกรม

. . . . . .0 . .0

มวลมาก

ตานการเคลอนทมาก ตองใชแรงผลกมาก

มวลนอย

ใชแรงนอย ตานการเคลอนทนอย

Page 2: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

2

3.2 แรง

แรง ( F ) คออ านาจทพยายามจะทาใหมวลเกดการเคลอนทดวยความเรง

ควรร 1) แรงเปนปรมาณเวกเตอร เพราะเปนปรมาณทมท งขนาดและทศทาง

2) แรงใชหนวยมาตรฐาน S.I. เปน นวตน (N)

3.2.1 การหาแรงลพธ

แรงลพธ คอแรงซงเกดจากแรงยอยๆ หลายแรงเขามารวมกน

วธการหาคาแรงลพธเมอมแรงยอย 2 แรง

กรณท หากแรงยอยมทศไปทางเดยวกน

Fลพธ = F1 + F2

ทศทางแรงลพธ จะเหมอนแรงยอยน น

กรณท หากแรงยอยมทศตรงกนขาม

Fลพธ = F1 – F2

ทศทางแรงลพธ จะเหมอนแรงทมากกวา

กรณท หากแรงยอยมทศเอยงทามมตอกน

Fลพธ = cos 2F12F 22F 2

1F

และ tan α =

cos 2F1F

sin2F

เมอ Fลพธ คอขนาดของแรงลพธ ( นวตน )

F1 คอขนาดของแรงยอยท 1 ( นวตน )

F2 คอขนาดของแรงยอยท 2 ( นวตน )

คอมมระหวางแรง F1 และ F2

α คอมมระหวางแรง Fลพธ กบ F1 (ดงรป)

ตวอยาง แรง แรง ขนาด 4 นวตน และ 3 นวตน กระทาตอวตถชนหนง ณ. จดเดยวกน

จงหาขนาดของแรงลพธ ถาแรงท งสองกระทาตอวตถ

ก. ในทศทางเดยวกน ข. ในทศทางตรงกนขาม ค. ในทศทต งฉากกน

F2 F1

Page 3: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

3

วธทา ก. แรงยอยกระทาตอวตถในทศทางเดยวกน

Fลพธ = F1 + F2 = 4 + 3 = 7 นวตน

ข. แรงยอยกระทาตอวตถในทศทางตรงกนขาม

Fลพธ = F1 – F2 = 4 – 3 = 1 นวตน

ค. แรงยอยกระทาตอวตถในตงฉากกน

Fลพธ = cos2F12F22F2

1F

Fลพธ = ocos90 2(4)(3)2324 (cos 90o = 0)

= (0) (3) 2(4)916

= 25

Fลพธ = 5 นวตน

. แรง แรง ขนาด 8 นวตน และ 6 นวตน กระทาตอวตถชนหนง ณ. จดเดยวกน จงหา

ขนาดของแรงลพธ ถาแรงท งสองกระทาในทศทางเดยวกนและทศทางตรงกนขามตามลาดบ

1. 10 นวตน , 14 นวตน 2. 14 นวตน , 10 นวตน

3. 14 นวตน , 2 นวตน 4. 2 นวตน , 14 นวตน

. แรง แรง ขนาด 8 นวตน และ 6 นวตน กระทาตอวตถชนหนง ณ. จดเดยวกนในทศ

ต งฉากกน จงหาขนาดของแรงลพธ

1. 2 นวตน 2. 8 นวตน 3. 10 นวตน 4. 14 นวตน

F1= 4 น.

F2 = 3 น.

F1= 4 น. F2= 3 น.

F1 = 4 น.

F2 = 3 น. = 90o

Page 4: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

4

5. แรง แรง ขนาด นวตน และ นวตน จะมแรงลพธขนาดนอยทสดกนวตน

. . . .

6. แรง แรง ขนาด นวตน และ นวตน จะมแรงลพธมขนาดมากทสดกนวตน

. . . .

. แรง แรง ขนาด นวตน และ นวตน จงหาขนาดของแรงลพธทเปนไปไมได

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

8(En42 ม.ค.) เมอแรงสองแรงทามมกนคาตางๆ ผลรวมของแรงมคาต าสด นวตน และมคา

สงสด นวตน ผลรวมของแรงท งสองเมอกระทาต งฉากกนจะมคาเทาใด

. นวตน . 0 นวตน . 5 2 นวตน . นวตน

Page 5: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

5

3.2.2 การแตกแรง

หากมแรง แรง สมมตเปนแรง F ดงรป เรา

สามารถแตกแรงน นออกเปน แรงยอย ซงต งฉาก

กนได และเมอแตกแรงแลวจะไดวา

แรงยอยทตดมม จะมคา F cos

แรงยอยทไมตดมม จะมคา F sin (ดงรป)

ตวอยาง จากรป จงทาการแตกแรง ( F ) ทก าหนด

เพอหาขนาดของแรง x และ y

วธทา จากรปจะไดวา

แรง x อยตดมม 30o ดงน น

x = F cos 30o

= 20 cos 30o = 20 ( 23 ) = 10 ( 3 ) นวตน

แรง y อยไมตดมม 30o ดงน น

y = F sin 30o

= 20 sin 30o = 20 ( 21 ) = 10 นวตน

9. จากรป จงทาการแตกแรงทก าหนดเพอหาขนาดของแรง x และ y ตามลาดบ

. x = 5 3 N , y = 5 3 N

. x = 5 N , y = 5 3 N

. x = 5 3 N , y = 5 N

. x = 5 N , y = 5 N

30o

x

y

F = 20 นวตน

30o

x = F cos30o

F = 20 นวตน y = F sin30o

o y

x

F = N

Page 6: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

6

10. จากรป จงทาการแตกแรง ( F ) ทก าหนดเพอหาขนาดของแรง x และ y ตามลาดบ

. x = 4 2 N , y = 4 N

. x = 4 N , y = 4 2 N

. x = 4 2 N , y = 4 2 N

. x = 4 N , y = 4 N

3.2.3 การหาแรงลพธของแรงมากกวา แรงซงทามมตอกน

11. จากรป แรงลพธทเกดจากแรงยอยท ง แรงดงรป

จะมขนาดเทากบขอใดตอไปน

. นวตน

. 6 นวตน

3. 8 นวตน

4. นวตน

N

N

o

2 N

o

x

y F = 8 N

Page 7: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

7

3.3 กฎการเคลอนทของนวตน

กฎขอท กลาววา “ ว ตถจะคงสภาพอยนง หรอสภาพเคลอนทดวยความเรวคงตวในแนว

เสนตรง นอกจากจะมแรงลพธซงมคาไมเปนศนยมากระทาตอวตถน น ”

กฎขอท 2 กลาววา “ เมอมแรงลพธซงมคาไมเปนศนย มากระทาตอวตถ จะทาใหว ตถเกด

ความเรงในทศเดยวกบแรงลพธทมากระทา ขนาดของความเรงจะแปรผนตรงกบขนาดของแรง

ลพธ และจะแปรผกผนกบมวลของวตถ ”

จากกฎขอน จะไดสมการ a = mF

หรอ F = m a

กฎขอท 3 กลาววา “ ทกแรงกรยา ( Action Force ) ตอง

มแรงปฏกรยา ( Reaction Force ) ทมขนาดเทากน และทศ

ตรงกนขามเสมอ ”

เขยนเปนสมการจะได Fกรยา = –Fปฏกรยา

(มช ) เมอรถหยดกะทนหน ผ โดยสารจะคะมาไปขางหนา ปรากฏการณน เปนไปตามกฎ

นวตนขอทเทาใด

. ขอ . ขอ . ขอ . ทกขอ

. เขมขดนรภยและทพงศรษะทตดอยกบเบาะน งในรถยนตบางคนมไวเพอประโยชนอะไร

. เพอร งผ โดยสารไมใหคะม าไปขางหนาเวลารถเบรก

. เพอปองกนมใหผ โดยสารตกจากเบาะขณะรถเคลอนท

. เพอปองกนไมใหเบาะลมไปทางดานหลงขณะรถเคลอนท

. ถกทกขอ

(มช ) ใชมาตวหนงลากรถ แรงททาใหมาเคลอนทไปขางหนาคอ

. แรงทมากระทาตอรถ . แรงทรถกระทาตอมา

. แรงทมากระทาตอพน . แรงพนกระทาตอเทามา

Page 8: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

8

(มช ) เมอตกตนไมลงมากระทบพนจะรสกเจบ เหตทเจบอธบายไดดวยกฎทางฟสกสขอใด

. กฎขอทหนงของนวตน . กฎขอทสองของนวตน

. กฎขอทสามของนวตน . กฎแรงดงดดระหวางมวลของนวตน

6. ขอความใดทไมถกตอง ตามลกษณะของแรงทกลาวถงในกฎขอท ของนวตน

. ประกอบดวยแรงสองแรง

. มขนาดเทากนและมทศตรงกนขาม

. เปนแรงททาใหแรงลพธทกระทาตอวตถมคาเปนศนย

. เปนแรงทกระทาบนวตถตางชนดกน

. ขณะยงปนแรงทปนดนลกกระสน และแรงทลกกระสนดนปนมขนาดเทากน แตทศตรงกน

ขาม เหตใดลกกระสนจงเคลอนทไปได

. เพราะแรงกระทาตอกระสนมเพยงแรงทปนดนกระสนเพยงแรงเดยว

. เพราะแรงปฏกรยาคอแรงทกระสนปนดนปน ไมไดดนตวกระสนปน

3. เพราะแรงลพธทกระทาตอกระสนปนมไดมคาเปนศนย

4. ถกทกขอ

. การทจรวดเคลอนทไปขางหนาเนองจากกาลงขบของการเผาไหมเชอเพลงน น เปนไปตาม

กฎขอใด

. กฎขอทหนงของนวตน . กฎขอทสองของนวตน

. กฎขอทสามของนวตน . ไมมขอใดถก

Page 9: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

9

. ถาจรวดพนแกสและเชอเพลงทเผาไหมออกไป ทาใหเกดแรงขบเคลอนจรวดคงตว ความ เรงของจรวดจะเพมข นหรอลดลง เพราะเหตใด . เพมข น เพราะมวลลดลง . เพมข น เพราะแรงขบมมากข น . ลดลง เพราะแรงขบลดลง . คงท เพราะแรงขบคงท

3.4 นาหนก ( Weight )

วตถมวล m ใดๆ เมออยบรเวณผวโลกจะถกโลกดดลงทาใหเกดความเรงประมาณ 9.8

เมตรตอวนาท ในทศลง เรยก ความเรงเนองจากแรงโนมถวงโลก ( g )

เราสามารถหาแรงทโลกดดวตถใดๆ ไดเสมอจาก

F = m a ( แทนคา a = g )

F = m g

แรงทโลกดดวตถน เราจะเรยกชอเฉพาะวา น าหนก

นยมใชสญลกษณเปน W

ดงน นจาก F = m g ( แทนคา F = W )

จะได W = m g

เมอ W คอน าหนก ( นวตน )

m คอมวล ( กโลกรม )

g คอความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก ( เมตร/วนาท )

ขอแตกตางระหวาง นาหนก ( W ) กบ มวล ( m )

นาหนก ( W ) มวล ( m )

) หนวยเปนนวตน ( N )

) เปลยนแปลงไดข นอยกบคา g

) เปนปรมาณเวกเตอรเพราะมทศทาง

) หนวยเปนกโลกรม ( kg )

) มคาคงท เปลยนไมได

3) เปนปรมาณสเกลาร เพราะไมมทศทาง

Page 10: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

10

. ว ตถมวล กโลกรม เมอนาไปวางไวทข วโลกเหนอซงมคาความเรงเนองจากแรงโนมถวง

ของโลกเทากบ . เมตร/วนาท2 ว ตถน จะมน าหนกกนวตน

. สมมตวามการจาลองมวลทมาตรฐาน กโลกรม จากกรงปารสมาไวกรงเทพฯ มวล และ

น าหนกของมวลจาลองน ทกรงเทพฯ แตกตางกบทกรงปารสเทาใด

( ถา g ทกรงปารส และกรงเทพฯ เปน . และ . เมตร/วนาท ตามลาดบ)

. . นวตน , . กโลกรม . . นวตน , กโลกรม

. . นวตน , . กโลกรม . นวตน , . กโลกรม

22(En 32) แขวนวตถดวยเชอกจากเพดานแรงปฏกรยาตามกฎขอท ของนวตนของแรงซง

เปนน าหนกของวตถคอ

. แรงทเสนเชอกกระทาตอเพดาน

. แรงทเสนเชอกกระทาตอวตถ

. แรงโนมถวงทว ตถกระทาตอโลก

. แรงทว ตถกระทาตอเสนเชอก

Page 11: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

11

. การนากฎการเคลอนทของนวตนไปใช

การคานวณเรองทเกยวกบกฎการเคลอนทของนวตนน น สมการทใชค านวณเปนหลกคอ

F = m a

เมอ F คอ แรงลพธทกระทาตอวตถ ซงอยในแนวเดยวกบการเคลอนท ( นวตน )

m คอ มวลของวตถทถกแรงลพธน นกระทา ( กโลกรม )

a คอ ความเรงของมวลซงอยในแนวเดยวกบการเคลอนท ( เมตร/วนาท )

23. ว ตถกอนหนงเมอถกแรง นวตน กระทาจะเคลอนทดวยความเรง เมตร/วนาท

อยากทราบวาว ตถน มมวลกกโลกรม

. . . . . . . .

. รถทดลองมวล กโลกรม ถกแรงดง นวตน จะเคลอนทดวยความเรงเทาใด และหาก

ตอนแรกมวลน อยนงๆ ถามวาเมอเวลาผานไป วนาท จะเคลอนทไปไดไกลกเมตร

1. 2 เมตร/วนาท2 , 4 เมตร 2. 5 เมตร/วนาท2 , 10 เมตร

3. 1 เมตร/วนาท2 , 2 เมตร 4. 3 เมตร/วนาท2 , 6 เมตร

Page 12: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

12

25(En 41/2) แรงลพธกระทาตอวตถมวล กโลกรม

ทาใหมวลเคลอนท โดยมความเรวสมพนธกบเวลา

ดงกราฟทกาหนดให จงหาแรงลพธทกระทาตอวตถ

น ในหนวยนวตน

. แรงสองแรงมขนาดเทากน เทากบ . นวตน กระทาตอมวล . กโลกรม จงหาความ

เรงของวตถเมอแรงท งสองกระทาในทศเดยวกน 1. –1 m/s2 2. 0 m/s2 3. 1 m/s2 4. 2 m/s2

. แรงสองแรงมขนาดเทากน เทากบ . นวตน กระทาตอมวล . กโลกรม จงหา

ความเรงของวตถเมอแรงท งสองกระทาในทศตรงกนขาม 1. –1 m/s2 2. 0 m/s2 3. 1 m/s2 4. 2 m/s2

ความเรว (m/s)

เวลา (s)

10

10

5

Page 13: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

13

. แรงขนาด และ นวตน กระทาตอมวล กโลกรม ในแนวขนานกบพนราบ ถาแรง

ท งสองต งฉากตอกน ว ตถจะเคลอนทดวยความเรงเทาไร

. m/s2 . m/s2 3. 2 m/s2 4. m/s2

29. จากรป หากวตถไถลไปบนพนราบอยางเดยว

จงหาความเรงของการเคลอนท

. 4 m/s2 2. 8 m/s2

. 6 m/s2 4. 20 m/s2

30. วางมวล กโลกรม ไว บนกระดานลน เมอเอยงกระดานทามม o กบแนวราบ มวลจะ

เคลอนทดวยความเรงกเมตร/วนาท2

. . . .

o kg

80 N

Page 14: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

14

31. จากรปวตถ กโลกรม และ กโลกรม

วางตดกนบนพนทไมมแรงเสยดทาน ใหหา

แรง P และ Q ในรปภาพ

. P = 40 N , Q = N . P = 60 N , Q = N

. P = 60 N , Q = N . P = 60 N , Q = N

32. จากรป ว ตถมวล kg และ 20 kg

ผกตดกนดวยเชอก อยบนพนทไมมแรง

เสยดทาน หากความเรงของการเคลอน

ทมคา m/s2 ใหหาแรง T1 และ T2

. T1 = 60 N , T2 = N . T1 = 150 N , T2 = 6 N

. T1 = 150 N , T2 = N . T1 = 60 N , T2 = N

20 kg 30 kg T2 T1

P Q

20 kg

10 kg

a = 2 m/s2

Page 15: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

15

33. มวล ชน วางอยบนพนทไมมแรงเสยด

ทาน และถกดงดวยแรง T = N อยาก

ทราบวา T2 / T1 มคาเทากบเทาใด

. หวรถจกรคนหนงลากรถพวงอก คน ถาไมคดคาแรงเสยดทาน จงหาวาแรงดงระหวาง

หวรถจกรกบรถพวงคนแรกจะมคาเปนกเทาของแรงดงระหวางรถพวงคนแรกกบคนท

. 31 2. 2

1 3. 1 4. 2

10 kg 20 kg 30 kg T1 T2 T3

Page 16: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

16

35(มช 42) จากรป มวลขนาด , และ

กโลกรม วางบนพนทไมมความฝด

ออกแรงขนาด นวตน ลากมวลท ง

สามไป จงหาวาขนาดของแรงดงในเสน

เชอก T1 และ T มคากนวตน

. T1 = T = 60 2. T1 = T = 120

3. T1 = 50 , T = 90 4. T1 = 90 , T = 50

36(มช 24) ถา T1 = 4 นวตน และพนไมมความเสยดทาน ถาตองการใหว ตถท งสามเคลอนท

ดวยความเรง a เมตรตอวนาท2 แรง P

ตองมขนาดกนวตน

. 7 . 9.3

. 17 . 22.6

T2 T1

10 kg 8 kg 6 kg

120 N

37o

P

8 kg 5 kg 4 kg T2 T1

Page 17: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

17

37. นกเรยนคนหนงถอเชอกมวลนอยมาก ซงปลายขางหนงผกตดกบ

เหลกมวล กโลกรม ใหหาแรงดงเชอก เมอดงเชอกข นดวย

ความเรง เมตร/วนาท2

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

38. นกเรยนคนหนงถอเชอกมวลนอยมาก ซงปลายขางหนงผกตดกบ

เหลกมวล กโลกรม ใหหาแรงดงเชอก เมอหยอนเชอกลงดวย

ความเรง เมตร/วนาท2

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

. ทารซานมวล กโลกรม เขาไปอยในลฟต แลวโหนเชอกโดยขาลอยพนพน ถาขณะน น

ลฟตก าลงเคลอนทข นดวยความเรง . เมตร/วนาท จงหาแรงตงเชอก

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

Page 18: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

18

(En 3 ) เชอกแขวนไวกบเพดาน มลงมวล กโลกรม โหนเชอกอยสงจากพน เมตร

ไดรดตวลงมากบเชอก ดวยความเรงคงทถงพนใชเวลา วนาท ความตงเชอกเปนเทาใด

ไมคดมวลของเชอก

. N . N . N . N

41. คนหนก 60 กโลกรม ปนลงจากหนาผา ถาเชอกทนน าหนกไดเพยง 480 นวตน เขาตอง

ปนลงดวยความเรงอยางนอยกเมตร / วนาท2 เชอกจงพอดไมขาด

. 2 . 3 . 4 . 5

42. ชายคนหนงมวล กโลกรม โหนเชอกดงรป ชายคนน จะตองไต

เชอกข น หรอลงดวยความเรงเทาใด เชอกจงจะมแรงตง

นวตน ถอวาเชอกมมวลนอยมาก

. ไตข น , เมตร/วนาท . ไตลง , เมตร/วนาท

. ไตข น , เมตร/วนาท . ไตลง , เมตร/วนาท

Page 19: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

19

. ชายคนหนงมวล กโลกรม โหนเชอกดงรป ชายคนน จะตองไต

เชอกข น หรอลงดวยความเรงเทาใด ถาเชอกทนแรงตงไดสงสด

นวตน ถอวาเชอกมมวลนอยมาก

. ข น , . เมตร/วนาท . ลง , . เมตร/วนาท

. ข น , . เมตร/วนาท . ลง , . เมตร/วนาท

44. วตถมวล kg และ kg ผกตดกนดวยเชอก ดงรป ว ตถท งสอง

ถกดงข นดวยเชอกอกเสนดวยความเรง m/s2 ในแนวดง แรง

ดงเชอกท งสองมคาเทาใด

. T1 = 60 N , T2 = N . T1 = 60 N , T2 = N

. T1 = 36 N , T2 = 3 N . T1 = 36 N , T2 = N

3 kg

2 kg

T2

T1

Page 20: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

20

(En43 ม.ค.) มวล กอนมมวลกอนละ กโลกรม ผกตดเชอกน าหนกเบา และแขวนตดกบ

เพดานของลฟตดงรป ถาลฟตคลอนทลงดวยความเรง

เมตรตอ(วนาท)2 จงหาแรงดงในเชอก T1 และ T2

1. T1 = N และ T2 = N

. T1 = N และ T2 = N

3. T1 = T2 = N

4. T1 = 4 N และ T2 = 2 N

46. ว ตถ 2 ชนมวล 7 และ 5 kg ตามลาดบ เชอมกนดวยเชอก

มวล 4 kg ดงรป ถามแรงฉดวตถท งสองข นดวยแรง 200

นวตน จงหาความตงเชอกทปลายบน

. . นวตน . . นวตน

. . นวตน . . นวตน

7 kg

5 kg

200 N

4 kg

a = 2 m/s2

1 kg

1 kg

T1

T2

Page 21: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

21

47. จากรป m1 , m2 มวล และ . กโลกรม

อยบนพนเกล ยง

ก. ระบบจะเคลอนทดวยความเรงเทาใด

ข. เชอกจะมแรงดงเชอกเทาใด

ค. ระบบจะมความเรวสงสดเทาใด

. (ก) 2 m/s2 , (ข) 4 N , (ค) 2 m/s . (ก) 2 m/s2 , (ข) 4 N , (ค) 4 m/s

. (ก) 4 m/s2 , (ข) 8 N , (ค) 4 m/s . (ก) 4 m/s2 , (ข) 8 N , (ค) 8 m/s

. มวล และ กโลกรม ถกจดดงรป (A)โดยพนโตะ และรอกเกล ยง เมอจดใหมตามรป

(B) อตราสวนของความเรงของระบบ A ตอระบบ B เปนเทาใด

1. 2 2. 4 3. 21 4. 4

1

kg

. kg เมตร

kg

kg (A)

kg

kg (B)

Page 22: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

22

. จากรปวตถจะมความเรงเทาไร และมความเรงมทศทางไปทางใด

. 6.67 m/s2 ลงทางดานซาย

. 13.34 m/s2 ลงทางดานซาย

. 6.67 m/s2 ลงทางดานขวา

. 13.34 m/s2 ลงทางดานขวา

. จากรปขอทผานมาเชอกจะมความตงเทาใด

. . นวตน . 66.67 นวตน . . นวตน . 6.67 นวตน

ขอมลสาหรบโจทย ขอถดไป

จากรปวตถ A , B และ C มมวล ,

และ กโลกรม ตามลาดบ ถาถอวาทกผว

สมผ สไมมความฝด

. ความเรงของวตถท งสาม มคากเมตร/วนาท

. . . . . . .

A C

B

kg

kg

Page 23: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

23

. แรงตงเชอกทผกระหวางว ตถ A กบวตถ B มคากนวตน

. . . .

. แรงตงเชอกทผกระหวางว ตถ B กบวตถ C มคากนวตน

. . . .

54(มช ) A และ B เปนรอกเบาเกล ยงไมมน าหนก ตรงอยบนโตะเกล ยงดงแสดงในรป C

เปนเครองช งสปรงทปลายท งสองขาง มมวลขางละ กโลกรม ผกตดกบเชอกเบาคลอง

ผานรอก A และ B จะอานคาน าหนกของ

มวลบนเครองช งสปรงไดเทาใด

. กโลกรม

. กโลกรม

. นวตน

. นวตน

B A C

kg 2 kg

Page 24: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

24

55. ชายคนหนงมวล กโลกรม ยนอยในลฟต จงหาแรงทพนลฟตกระทาตอชายคนน น

เมอลฟตเรมเคลอนทข นดวยความเรง . เมตร/วนาท2

. 40 นวตน . 6 นวตน . 0 นวตน . 56 นวตน

56. ชายคนหนงมวล กโลกรม ยนอยในลฟต จงหาแรงทพนลฟตกระทาตอชายคนน น

เมอลฟตเรมเคลอนทลงดวยความเรง . เมตร/วนาท2

. 40 นวตน . 6 นวตน . 0 นวตน . 56 นวตน

57. ชายคนหนงมวล กโลกรม ยนอยในลฟต จงหาแรงทพนลฟตกระทาตอชายคนน น

เมอลฟตเคลอนทดวยความเรว สม าเสมอ เมตร/วนาท

. 40 นวตน . 6 นวตน . 0 นวตน . 56 นวตน

Page 25: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

25

58(En 27) นายแดงยนอยบนตาช งสปรงในลฟต ถาลฟตอยนงๆ นายแดงอานน าหนกตวเองได

กโลกรม ถาลฟตคลอนทลงดวยความเรง เมตร/วนาท2 นายแดงจะอานน าหนก

ตวเองจากตาช งไดกกโลกรม

. . . . . .

. นกเรยนคนหนงมวล กโลกรม ยนอยบนตาช งในลฟตทก าลงเคลอนทข นดวยความเรง

เมตร/วนาท2 ในขณะเดยวกนมอของเขากดงเชอกทแขวนอยกบเพดานลฟต ถาเชอกม

ความตง นวตน เขมของตาชงสปรงจะช ทกกโลกรม

Page 26: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

26

60(En 3 ) ชายคนหนงมวล กโลกรม อยในลฟต กดป มใหลฟตลง ลฟตเรมลงดวย

ความเรงจนมความเรวคงท แลวเรมลดอตราเรวลงดวยขนาดของความเรง เมตร/วนาท2

เพอจะหยดแรงท ลฟตกระทาตอชายคนนขณะทลฟตก าลงจะหยดเปนกนวตน

61. ลฟตตวหนงมมวล กโลกรม บรรทกสมภาระมวล กโลกรม หากลฟตน เคลอน

ทข นดวยความเรงสงสดไดเพยง เมตร/วนาท จงหาแรงดงสายเคเบลสงสดทกระทา

ตอลฟตน

1. 6800 นวตน 2. 7000 นวตน 3. 7200 นวตน 4. 7400 นวตน

62. ลฟตตวหนงมมวล กโลกรม เคลอนทข นดวยความเรงสงสดไดเพยง เมตร/วนาท

หากแรงดงสายเคเบลสงสดทมไดมคา นวตน จงหาวาลฟตน สามารถบรรทกสมภาระ

ไดมากทสดกกโลกรม

Page 27: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

27

6 . ลฟตมวล กโลกรม เคลอนทข นดวยความเรง เมตร /วนาท2 ถาลวดทแขวนลฟต

น ทนแรงดงไดสงสด 000 นวตน ลฟตจะบรรทกคนไดมากทสดกคน

( ใหคน คน มมวลเฉลย kg และ g = 10 m/s2)

. คน . คน . คน . คน

64. ชายคนหนงมมวล กโลกรม น งบนชงชามวล กโลกรม ท

แขวนดวยเชอกเบาซงคลองผานรอกเบา และหมนไดคลองดงรป

เขาคอยๆ ดงปลายเชอก เพอใหตวเขาเองคอยๆ ขย บสงข นโดยไม มความเรง เขาตองออกแรง กนวตน

. . . .

Page 28: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

28

65. ชายคนหนงมมวล กโลกรม น งบนชงชามวล กโลกรม ท

แขวนดวยเชอกเบาซงคลองผานรอกเบา และหมนไดคลองดงรป

เขาคอยๆ ดงปลายเชอก เพอใหตวเขาเองคอยๆ ขย บสงข นโดยม ความเรง เมตร/วนาท เขาตองออกแรงกนวตน

. . . .

66. ชายคนหนงมมวล กโลกรม น งบนชงชามวล กโลกรม ท

แขวนดวยเชอกเบาซงคลองผานรอกเบา และหมนไดคลองดงรป

เขาคอยๆ ดงปลายเชอกเพอใหตวเขาเองคอยๆ ขย บลงโดยมความ เรง เมตร/วนาท เขาตองออกแรงกนวตน

. . . .

Page 29: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

29

67. ว ตถหนงมวล . กโลกรม ก าลงจมลงสกนสระน าดวยอตราเรง เมตร/วนาท แรง

เฉลยทน ากระทาตอวตถน มคากนวตน

. . . .

68(มช 34) ลกปนมวล 0.002 กโลกรม เคลอนทออกจากลากลองปนซงยาว 0.80 เมตร ดวย

อตราเรว 400 เมตร/วนาท จงหาแรงทดนใหลกปนหลดออกจากลากลองจะมคากนวตน

69. ลกปนมวล . กรม ถกยงออกจากลากลองปนดวยความเรว เมตร/วนาท ทะลแผน

ไมหนา . เซนตเมตร ทาใหความเรวของลกปนขณะออกจากแผนไมอกดานหนงเทากบ

เมตร/วนาท ใหหาขนาดแรงเฉลยทแผนไมกระทาตอลกปน

. นวตน . นวตน . 6 นวตน . 8 นวตน

Page 30: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

30

. ลกปนมวล . กโลกรม เคลอนทดวยความเรว เมตร / วนาท วงเขาชนในแนว

ต งฉากกบตนไมแนวราบ ปรากฏวาเจาะเนอไมเขาลก . เมตร จงหยดนง จงหาแรงตาน

ทานการเคลอนททเนอไมกระทาตอลกปน

. นวตน . 6 นวตน . นวตน . 6 นวตน

71(En 31) ในการทดลองการเคลอนทของนวตน มการ

ชดเชย ความฝด และใชแรงขนาดตางๆ ลากมวล

และวดความเรง เมอเขยนกราฟระหวางแรง และ

ความเรงไดรปกราฟ ดงน มวลททดลองมคา

1. 0.8 kg 2. 1.0 kg

3. 1.1 kg 4. 1.2 kg

0.5 1.0 1.5 a(ms–2) –0.2

0.5

1.0

1.5

F(N)

Page 31: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

31

72. นกเรยนคนหนงทดลองดงวตถ A , B , C และ

D โดยใชแรงตาง ๆ กน เมอนาแรง F มาเขยน

กราฟกบความเรง a ของวตถแตละกอน จะได

กราฟดงรปวตถกอนใดมวลมากทสด และกอน

ใดนอยทสด

1. C , A 2. C , D 3. A , B 4. A , D

3.6 แรงเสยดทาน

แรงเสยดทาน คอแรงทเกดจากการเสยดสระหวางผวสมผ ส มทศตานการเคลอนท

ประเภทของแรงเสยดทาน ประเภทท 1 แรงเสยดทานสถตย ( fs ) คอ แรงเสยดทานทมตอนวตถอยนง ๆ

ควรทราบ 1. แรงเสยดทานสถตจะมคาไมคงท

จะเพมข นและลดลงตามแรงทกระทาตอวตถ

2. fs ต าสด = 0 และ fs สงสด = s N

เมอ fs คอแรงเสยดทานสถตย ( นวตน )

s คอสมประสทธ แรงเสยดทานสถตย

N คอแรงปฏกรยาทพนดนวตถ (นวตน) ซงปกตแลวหากไมมแรงภายนอกมา

กระทาตอวตถเพมเตม แรงดนพน ( N ) จะเทากบน าหนกวตถทกด ( W )

a

C D

B A

F

0

Page 32: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

32

ประเภทท 2 แรงเสยดทานจลน ( fk ) คอแรงเสยดทานทมตอนวตถก าลงเคลอนท

ควรทราบ 1. fk < fs (สงสด)

2. fk = k N

เมอ fk คอแรงเสยดทานจลน ( นวตน )

k คอสมประสทธ แรงเสยดทานจลน

N คอแรงทพนดนวตถ ( นวตน ) ซงปกตแลวหากไมมแรงภายนอกมา กระทา

ตอวตถเพมเตม แรงดนพน ( N ) จะเทากบน าหนกวตถทกด ( W )

(มช ) ถา N เปนแรงปฏกรยาทพนกระทาตอวตถ และ s เปนสมประสทธ ของความเสยด

ทานสถตระหวางผวว ตถและพนแรงเสยดทานสถต ในขณะทวตถย งไมเคลอนทจะมคา

. . sN . ระหวาง และ sN . มากกวา sN

หลกในการคานวณเกยวกบแรงเสยดทาน

ขนท 1 ใหหาแรงเสยดทานกอนโดย

fs = s N ใชหาแรงเสยดทานสถตย (ตอนวตถอยนง ๆ )

และ fk = k N ใชหาแรงเสยดทานจลน (ตอนวตถก าลงเคลอนท)

เมอ fs คอแรงเสยดทานสถตย ( นวตน )

fk คอแรงเสยดทานจลน ( นวตน )

s คอสมประสทธ แรงเสยดทานสถตย

k คอสมประสทธ แรงเสยดทานจลน

N คอแรงทพนดนวตถ ( นวตน ) ซงปกตแลวหากไมมแรงภายนอกมา

กระทาตอวตถเพมเตม แรงดนพน ( N ) จะเทากบน าหนกวตถทกด ( W )

Page 33: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

33

ขนท 2 กรณ 1 หาก a = 0 (ว ตถอยนงๆ , ความเรวคงท , เรมจะเคลอนท )

ใหใช Fซาย = Fขวา

หรอ Fข น = Fลง

กรณ 2 หาก a 0

ใหใช Fลพธ = m a

เมอ F คอแรงลพธทกระทาตอวตถ ซงอยในแนวเดยวกบการเคลอนท ( นวตน )

m คอมวลของวตถทถกแรงลพธน นกระทา ( กโลกรม )

a คอความเรงของมวลซงอยในแนวเดยวกบการเคลอนท ( เมตร/วนาท )

. ว ตถมวล กโลกรม อยบนพนทม ส.ป.ส ความเสยดทาน . จงหาแรงนอยทสดทจะ

ทาใหว ตถเรมเคลอนท

. นวตน . นวตน . 6 นวตน . นวตน

5. ว ตถมวล กโลกรม อยบนพนทม ส.ป.ส ความเสยดทาน . จงหาแรงนอยทสดทจะ

ทาใหว ตถเคลอนทไปดวยความเรง เมตร/วนาท

. นวตน . นวตน . 60 นวตน . นวตน

Page 34: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

34

76. F เปนแรงซงใชในการดงใหว ตถมวล กโลกรม

จนเกดความเรง เมตร/วนาท2 อยากทราบวา F

มคากนวตน

77. ว ตถ A และ B มมวล . และ . กโลกรม ตาม

ล าดบ วางตดกนบนพนราบ ถาออกแรงผลก F เทา

กบ นวตน ดงรป สมประสทธ ความเสยดทานระ

หวางวตถท งสองกบพนมคา 32 จงหาวาว ตถท งสองจะเคลอนทไปดวยความเรงเทาใด

. m/s2 . m/s2 . m/s2 . m/s2

F

A B

F 100 kg = 0.1

Page 35: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

35

. จากขอทผานมา แรงกระทาระหวางว ตถ A และ B มคากนวตน

. . . .

(มช ) แทงไม อน A และ B มน าหนก กโลกรม และ กโลกรม ผกตดกนดวย

เชอกเบาถกลากดวยแรง F ไปบนพนไมทอยในแนวระดบซงมสมประสทธ ความเสยดทาน

สถตเปน . และ สมประสทธ ความเสยดทานจลนเปน . จงหาขนาดของแรง F ทจะทา

ใหแทงไมท งสอง เคลอนทไปบนพนดวยความเรวคงท

. นวตน . นวตน

. . นวตน . . นวตน

F A B

Page 36: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

36

80. มวล และ กโลกรม วางบนพนฝด

ตอกนดวยเชอกเบา ออกแรง นวตน

ดงในแนวราบทาใหระบบมความเรงคงท

ถาสมประสทธ ของความเสยดทานจลนมคา . ทกผวสมผ ส จงคานวณความเรงของระบบ

. เมตร/วนาท2 . เมตร/วนาท2

. เมตร/วนาท2 . เมตร/วนาท2

. จากขอผานมา แรงตงในเสนเชอก

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

300 N 10 kg 15 kg

เชอกเบา

Page 37: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

37

. จากรปแรง F = 120 นวตน ดงมวล กโลกรม ดงรป จงหาความเรงของมวลทกกอน

T1 และ T2 เมอสมประสทธ ของความเสยดทาน = 0.1 ( ตอบตามลาดบ )

1. 3 m/s2 , 60 N , 100 N 2. 6 m/s2 , 120 N , 200 N

3. 9 m/s2 , 180 N , 300 N 4. 12 m/s2 , 240 N , 400 N

83. จากรป มวล A และ B โยงตอกนดวยเชอกน าหนกเบาผานรอกทไมมความฝด พนโตะ

มสมประสทธ ของแรงเสยดทานเทากบ . ถาเปลยนวตถ A เปนวตถ C ซงมมวลมากเปน

สองเทาของ A จะหาไดวาอตราเรงของระบบ AB ตางจากระบบ CB เทาไร ถา A = 2 กก.

และ B = 6 กก.

. AB นอยกวา CB อย 2.25 m/s . CB นอยกวา AB อย 2.25 m/s

. AB นอยกวา CB อย 0.75 m/s . CB นอยกวา AB อย 0.75 m/s

15 kg 10 kg 5 kg T1 T2 F

A

B

AB

C

B

CB

Page 38: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

38

84. ว ตถ กอนเหมอนกนทกประการ ถาวางดงรป

จะมความเรง a เมตร/วนาท2 ถาเอามวลกอน

ท ออกความเรงจะเปน a เมตร/วนาท2 จง

หาคา ระหวางว ตถกบพนโตะ

. 32 . 3

1 . 21 4. 0

85. มวล m วางบนพนเอยงซงทามม o กบแนว

ระดบ ถาว ดไดวามวลน นไถลลงพนเอยงดวย

ความเรวคงท สมประสทธ ความเสยดทานจลน

ระหวางมวลน นกบพนจะเปนเทาไร

. 21 . 3 .

31 4. 2

2

2

3

1

o

Vคงท

Page 39: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

39

86. มวล m วางบนพนเอยงซงทามม o กบ

แนวระดบ ถาว ดไดวามวลน นไถลลงพน

เอยงดวยความเรง 81 g สมประสทธ ความ

เสยดทานจลนระหวางมวลกบพนมคาเทาไร

. . . 0.4 . . 4. 0.8

87. วตถ 2 กโลกรม วางบนระนาบเอยงฝดทามม o

กบแนวราบออกแรง F ดงว ตถขนานกบระนาบเอยง ถา

สมประสทธ ของความเสยดทานสถตมคา . จงหาแรง F

ทพอด ทาใหว ตถขย บข น

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

a = 81 g

F

45o

Page 40: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

40

88. วตถ 2 กโลกรม วางบนระนาบเอยงฝดทามม o

กบแนวราบออกแรง F ดงว ตถขนานกบระนาบเอยง ถา

สมประสทธ ของความเสยดทานสถตมคา . จงหาแรง F

ทพอด ทาใหว ตถขย บลง

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

89. วตถ 2 กโลกรม วางบนระนาบเอยงฝดทามม o

กบแนวราบออกแรง F ดงว ตถขนานกบระนาบเอยง ถา

สมประสทธ ของความเสยดทานสถตมคา . จงหาแรง F

ททาใหว ตถทข นดวยความเรง 2 เมตร/วนาท2

. นวตน . นวตน . 22 นวตน . 37 นวตน

F

45o

F

45o

Page 41: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

41

90. ว ตถหนก นวตน แขวนไวดวย

เชอกคลองผานรอกทไมคดความฝด

ปลายอกขางหนงของเชอกผกวตถ

หนก 25 นวตน ซงวางอยบนพน

เอยงดงรป เมอปลอยไวอยางอสระ

ปรากฏวา ว ตถทวางบนพนเอยง

เคลอนทข นพนเอยงไดพอด จงหาสมประสทธ ความเสยดทานสถตระหวางพนกบวตถ

1. 0.34 2. 0.44 3. 0.55 4. 0.65

91. มวล m วางบนพนเอยงททามม o กบ

พนราบ ถกโยงกบมวล กโลกรม ดวย

เชอกไรน าหนกซงพาดอยบนรอกดงรป ถา

มวล m ก าลงเคลอนทข นดวยความเรง .

เมตรตอ(วนาท) และสมประสทธ ความ

เสยดทานจลนระหวางมวล m กบพนเอยง คอ . มวล m จะใกลเคยงกบคาใด

. kg 2. 9 kg 3. 10 kg 4. 11 kg

N

o

N

30o 10 kg

m

Page 42: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

42

92. มวล A 5 กโลกรม มวล B กโลกรม โยง

เขาดวยกนดวยเชอกเสนหนงคลองผานรอกท

ไมมความฝด ดงในรป ถาคาสมประสทธ ความเสยดทานระหวางมวลกบพนเทากบ .

ท งสองกอน จงหาคาแรง F ทพอด ดงมวล

ท งระบบข นไปดวยความเรวคงท (g = 10 m/s2 , sin 30o = 0.500 , cos 30o = 0.866)

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

93. จากรป ถา ก. มมวล kg ข. มมวล

kg และพนมสมประสทธ แรงเสยดทาน

. จงหาความเรงของมวลในหนวย m/s2

(ก าหนด sin 53o = 54 , cos 53o = 5

3 )

1. 2.80 2. 3.28

3. 4.00 4. 4.20

kg

kg

o

F

53o

Page 43: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

43

94. จากรป พนเอยงและพนราบมสมประสทธ ของ

ความเสยดทานเทากบ ปรากฏวามวล

กโลกรม เคลอนทลงตามพนเอยงดวยอตราเรว

คงท จงหาคา ( sin37o = 0.6 , cos37o = 0.8 )

95. ระนาบเอยง ระนาบ เอยงทามม o

และ o กบระดบระนาบ ท งสองน บรร

จบกนทยอด บนระนาบท งสองน มมวล

กโลกรม และ กโลกรม วางอยตาม

ล าดบ มวลท งสองยดกนดวยเชอกทคลอง

ผานรอกทยอดของระนาบดงรป พนเอยง

ท งสองมคาสมประสทธ ความเสยดทาน 1/ 3 จงหาความเรงในการเคลอนทของวตถท งสอง

(ในหนวย เมตร/วนาท2)

. . . . 6 . . . .

20 kg

40 kg

37o

30o

10 kg 5 kg

60o =

31

Page 44: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

44

96. ว ตถกอนหนงมวล กโลกรม ถกดนตดกบกาแพงซง

อยในแนวดงดวยแรง F ดงรป ขางลางน ถาสมประ-

สทธ ความเสยดทานระหวางว ตถกบพนกาแพงมคา . จงหาขนาดของแรง F

ททาใหว ตถเคลอนทลงดวยความ

เรง เมตร/วนาท

. นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

97. มวล กก. และ กก. ผกตดกนดวยเชอก

เบา แลวนาไปคลองลกรอกตามรป จงหาขนาด

F ททาใหความตงของเชอกเทากบ นวตน

สมประสทธ ของแรงเสยดทานจลนระหวางมวล

กก. กบ มวล กก. และระหวางมวล กก. กบพนเปน .

1. . N 2. 17.5 N 3. 20.0 N 4. 22.5 N

F

= 0.1

2 กก.

1 กก.

F

Page 45: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

45

98. วตถมวล กโลกรม ผกตดกบเชอก ถาออกแรงดงเพอให

ว ตถนไถลไปตามพนราบ โดยทศทางของเสนเชอกทามม o

ส.ป.ส แรงเสยดทานระหวางพนกบวตถมคา . ตองออกแรง

ดงเชอกกนวตน ว ตถจงจะเรมเคลอน

. 2. 147.67 3. 140 4. 137.67

99(En ) นาย ก. สามารถกระทาแรงตอเชอกทผกตดกระดานเลอนไดสงสด นวตน เชอก

ทามม o กบแนวระดบ ถาสมประสทธ แรงเสยดทานจลนระหวางพนกบกระดานเลอน

เปน . จงหามวลมากทสดของกระดานเลอนทนาย ก. สามารถลากไปดวยอตราเรวคงท

. kg . kg . 198 kg . 210 kg

kg o

Page 46: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

46

100. กลองหนก กโลกรม พลดตกลงมาจากรถซงกาลงแลนดวยอตราเรว เมตรตอวนาท

ถากลองใบน นไถลไปตามพนถนนไดไกล เมตร จงหยดนง แรงเสยดทานระหวางกลอง

กบพนถนนเปนกนวตน

01. หนงสอเลมหนงวางอยบนเบาะรถยนตทก าลงวงดวยความเรว เมตร/วนาท ถาคา

สมประสทธ ความเสยดทานระหวางหนงสอกบเบาะเทากบ . จงคานวณหาระยะทางส น

ทสดทรถหยดดวยความเรงคงทโดยหนงสอบนเบาะไมไถล

. เมตร . เมตร . เมตร . เมตร

. รถยนตคนหนงขณะทวงดวยความเรว กโลเมตร/ช วโมง เกดเหตททาใหคนขบตอง

เหยยบเบรกกะทนหน สมมตวาการเหยยบเบรกทาใหลอรถหยดหมนทนท จงหาวาหลง

จากทเหยยบเบรกไปแลว วนาท ความเรวของรถยนตจะลดลงเหลอเทาไร ก าหนดให

สมประสทธ ความเสยดทานระหวางยางรถยนตกบถนนเทากบ . และ g = 10 m/s2

1. 60 km/h 2. 32 km/h 3. 36 km/h 4. 62 km/h

Page 47: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

47

3.7 กฎแรงดงดดระหวางมวลของนวตน

3.7.1 สนามโนมถวง

ปกตแลวมวลหนงกอนใดๆ จะแผแรงดงดดมวลอนๆ ออก

มารอบตวอยตลอดเวลา เราเรยกบรเวณรอบมวลซงปกตจะมแรง

ดงดดแผออกมาน นวา สนามโนมถวง และเมอมวล 2 กอนอย

หางกนขนาดหนง มวลท งสองจะมแรงดงดดกนเสมอ

เราสามารถหาแรงดงดดระหวางมวล 2 กอนใดๆ ไดเสมอ จาก

FG = 2R2m1Gm

เมอ FG คอ แรงดงดดระหวางมวล (นวตน)

m1 , m2 คอ ขนาดของมวลกอนท 1 และ กอนท 2 ตามลาดบ (กโลกรม)

R คอ ระยะหางระหวางใจกลางมวลท งสอง (เมตร)

G คอ คาคงตวความโนมถวงสากล คอ 6.672 x 10–11 Nm2/kg2

103. ดาว A มมวล 6 x 1020 กโลกรม มยานอวกาศมวล 5 x 102 กโลกรม โคจรอยรอบ

เปนวงกลมรศม 5 x 107 กโลเมตร ดาว A จะมแรงดงดดยานอวกาศนกนวตน

1. 4 x 109 2. 8 x 109 3. 4 x 10–9 4. 8 x 10–9

m

Page 48: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

48

104. ทรงกลม A เปนทรงกลมกลวง ทรงกลม B เปนทรงกลมตน ทรงกลมท งสองมมวลและ

รศมเทากน คอ กโลกรม และ . เมตร ตามลาดบ ผวของทรงกลมท งสองอยหางกน

เมตร แรงดงดดทกระทาตอทรงกลม A เนองจากทรงกลม B จะมคากนวตน

1. 6.7x10–7 2. 8.0x10–7 3. 1.7x10–7 4. 0.7x10–7

. ถาระยะหางระหวางมวลสองกอนเพมข นเปน 4 เทาของเดม แรงดงดดระหวางมวลจะ

เปนกเทาของเดม

. 161 . 4

1 . .

106. มวล m , 5m และ m อยก นเปนระบบดงรป

จงหาแรงโนมถวงทกระทาแกมวล m

. 2R2mG 5 . 2R

2mG 6

3. 23R2m16G 4. 2R

2mG 4

m 9m 5m

R R

Page 49: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

49

107. มวล m , 5m และ m อยก นเปนระบบดงรป

จงหาแรงโนมถวงทกระทาแกมวล m

. 2R2mG 5 . 2R

2mG 6

3. 23R2m16G 4. 2R

2mG 4

108. จากรปขางลางน จงหาขนาดของแรงดงดดระหวางมวลทกระทาตอมวล m1 เนองจาก

มวล m2 และมวล m3 ในเทอมของคาคงตวโนมถวงสากล G

( ก าหนดให m1 = 1 กโลกรม , m2 = 3 กโลกรม และ m3 = 4 กโลกรม )

. 3 G นวตน

. 4 G นวตน

. 5 G นวตน

. 6 G นวตน

m 5m 9m

R 2R

m2

เมตร

เมตร m1 m3

Page 50: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

50

3.7.2 ความเรงโนมถวง ( g ) ณ.ตาแหนงทหางจากผวโลก

คาความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก ณ.ตาแหนงหนงๆ น น จะมคาแปรเปลยน

ข นกบระยะหางจากจดศนยกลางของโลก ( R ) เราสามารถหา g ณ.จดหนงๆ ไดจาก

g = 2R

Gm

เมอ g คอความเรงเนองจากแรงโนมถวง ณ.จดใดๆ (เมตร/วนาท2)

G คอคาคงตวความโนมถวงสากล = 6.672 x 10–11 นวตนเมตร2/กโลกรม2

m คอมวลโลก (กโลกรม)

R คอระยะจากใจกลางโลกถงจดทจะหาคา g (เมตร)

สมการน อาจนาไปใชค านวณหาคาความเรงเนองจากแรงโนมถวง ( g ) ของดวงดาวอนๆ ไดดวย

109. จงหาคาความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก ณ.จดทหางจากใจกลางโลก กโล-

เมตร ก าหนดมวลโลก = 6 x 10 กโลกรม

1. 4 m/s2 2. 5 m/s2 3. 6 m/s2 4. 7 m/s2

110. ดาวเทยมดวงหนงถกสงข นไปโคจรหางจากผวโลกเปน เทาของรศมโลก ดาวเทยมดวง

น จะมคาความเรงเนองจากสนามความโนมถวงเปนเทาใด ( กาหนด ความเรงทผวโลก = g )

. 91 g . 4

1 g . 31 g . 2

1 g

Page 51: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

51

111(En 30) ดาวเคราะหดวงหนงมมวลเปน 2 เทาของโลก แตมรศมเปนครงหนงของโลก จง

หาคาความเรงเนองจากความโนมถวงทผวของดาวเคราะหดวงน น ( ให ความเรงทผวโลก = g )

. 41 g . 2 g . 4 g . 8g

112(En 27) ถามวลของดวงจนทรเปน 1/80 เทาของโลก และรศมเปน 1/4 เทาของรศมโลก

ใหมวลโลกเปน M และรศมโลกเปน R G เปนคาคงตวความโนมถวงสากล ว ตถทตก

อยางอสระบนดวงจนทรจะมความเรงเทาใด ( g คอ ความเรงทผวโลก )

. 14 g . 1

5 g . 16 g . 1

20 g

. ดาวเคราะหดวงหนงมเสนผาศนยกลางหนงในสามของเสนผานศนยกลางของโลก และม มวลหนงในหกของมวลของโลก ชายผ หนงหนก นวตน บนผวโลก เขาจะหนกเทาใด เมอข นไปอยบนดาวเคราะหดวงน

1. 500 นวตน 2. 550 นวตน . 650 นวตน 4. 750 นวตน

Page 52: ติวสบาย ฟิสิกส์ เล่ม Y บททีÉ [ แรง และ ... · แรง แรง ขนาด ] นิวตัน และ x นิวตัน

ตวสบาย ฟสกส เลม http://www.pec9.com บทท แรง และกฏการเคลอนทของนวตน

52

. นกบนอวกาศหนก นวตน เมอไปอยบนดาวเคราะหดวงหนง ซงมเสนผาศนยกลาง

ครงหนงของเสนผานศนยกลางโลก และมมวล 51 ของมวลโลก อยากทราบวานกบนอวกาศ

คนน จะหนกเทาใด เมออยทผวโลก

1. 600 นวตน . นวตน . นวตน . นวตน

. นกบนอวกาศช งน าหนกตนเองบนดาวเคราะหดวงหนงได 41 เทาของน าหนกบนผวโลก

ถาดาว เคราะหน มรศม 21 เทาของรศมโลก มวลดาวเคราะหมคาเปนกเทาของมวลโลก

. . 16 3. 41 4. 16

1