Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

การลดแรงเสียดทานของวัตถุ

Posted By Ram Tiwari | 07 มี.ค. 62
16,462 Views

  Favorite

ในขณะที่ล้อรถสามล้อที่ผลักออกไป ต้องการเพิ่มแรงเสียดทานที่พื้นกระทำต่อขอบล้อเพื่อขับเคลื่อนรถไปข้างหน้า ดังรูป แต่เหตุใดจึงมีตลับลูกปืนอยู่ในล้อรถเพื่อลดแรงเสียดทาน มาไขปริศนากัน

ภาพ : Ram Tiwari

 

เมื่อพิจารณาตามหลักของอากาศพลศาสตร์ (Aerodynamics) ยานยนต์ทั้งหลายถูกออกแบบให้ลดแรงต้านของอากาศในส่วนที่สัมผัสกับอากาศทั้งสิ้น ยิ่งในกรณีที่ต้องการทำความเร็ว เช่น การแข่งปั่นจักรยาน แม้กระทั่งการโกนขนแขนหรือขนขาก็ยังต้องใช้หลักการนี้ นั่นคือ แรงเสียดทานที่ไม่ได้เกี่ยวกับแรงขับเคลื่อนต้องลดแรงเสียดทานทั้งสิ้น เช่นเดียวกับกรณีของตลับลูกปืนรอบดุมล้อรถสามล้อมีไว้เพื่อลดแรงเสียดทาน

 

พิจารณายาน  Hower Craft ของเล่น  ดังรูป

ภาพ : Ram Tiwari

 

เมื่อเป่าลูกโป่งติดกับตัวยานแล้วปล่อย ลูกโป่งจะพ่นลมออกมาสองทางคือ  ทางรูเล็กๆทั้งหลายที่อยู่ที่ท้องยาน และรูเล็ก ๆ สองรูด้านหลังยาน ดังรูป

ภาพ : Ram Tiwari

 

ลมที่พ่นออกมาทางท้องยานจะทำให้ยานลอยมีอากาศคั่นกลางระหว่างยานกันพื้นทำให้แรงเสียดทานน้อยมาก  เมื่อเกิดแรงดันจากลมที่พ่นออกมาทางรูเล็กๆสองช่องด้านหลังยานจะทำให้ยานเคลื่อนที่ไปข้างหน้า  ตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน  คือ

 

การที่ยานลอยตัวแล้วทำให้ลดแรงเสียดทานได้นั้น มาจากค่าของแรงเสียดทาน  (friction force : f )

ภาพ : Ram Tiwari

 

เมื่อออกแรงผลัก วัตถุมวล m ไปบนพื้นดังรูป จะมีแรงเสียดทานจากพื้นกระทำต่อวัตถุทันที เป็นแรงต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรง มีค่าเท่ากับ

 

= สัมประสิทธ์แรงเสียดทานขึ้นกับชนิดของคู่พื้นผิวสัมผัส

N = แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก ที่พื้นกระทำต่อวัตถุ

 

ในกรณีนี้ N จะมีค่าเท่ากับ mg คือน้ำหนักของวัตถุ เมื่อลมพ่นจากลูกโป่งออกทางรูด้านล่างเป็นแรงกริยาปะทะกับพื้นโต๊ะ ทำให้เป็นชั้นอากาศบาง ๆ แรงลมกระทำกับยานเป็นแรงปฏิกิริยาทำให้ยานลอยขึ้น ทำให้ N เป็นศูนย์ นั่นคือ แรงเสียดทานเป็นศูนย์ เมื่อออกแรงผลักยานเพียงเล็กน้อยวัตถุจึงเคลื่อนที่ไปได้เรื่อย ๆ ดังรูป

ภาพ : Ram Tiwari

 

และนี่คือปริศนาของมหัศจรรย์ลดแรงเสียดทาน

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Ram Tiwari
  • 0 Followers
  • Follow