โมเมนต์ของแรง
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 148.5K views



การเปิดจุกขวดที่มีลักษณะเป็นเกลียว การใช้ตะเกียบช่วยคีบอาหาร การใช้ที่คีบน้ำแข็ง การใช้ค้อนถอนตะปู กิจกรรมต่างๆ เหล่านี้ล้วนเกี่ยวข้องกับหลักการของโมเมนต์ของแรง

ภาพ : shutterstock.com

ผลของแรงที่มากระทำต่อวัตถุ อาจทำให้วัตถุเปลี่ยนรูปร่าง เปลี่ยนตำแหน่งหรือมีการเคลื่อนที่ เปลี่ยนความเร็วในการเคลื่อนที่ หรืออาจทำให้วัตถุไม่เคลื่อนที่ไป แต่มีการหมุนอยู่รอบจุดๆ หนึ่งคงที่ เช่น การเล่นไม้กระดานหก

โมเมนต์ หมายถึง ผลของแรงใดแรงหนึ่งที่กระทำต่อวัตถุ เพื่อให้วัตถุนั้นหมุนไปรอบจุดคงที่จุดหนึ่ง จุดคงที่นั้นเรียกว่า จุดหมุน หรือจุดฟัลครัม (Fulcrum) ค่าของโมเมนต์ หรือขนาดของโมเมนต์ของแรงใดๆ วัดได้จากผลคูณของแรงที่กระทำกับระยะทางที่วัดจากจุดหมุน มาตั้งฉากกับแนวของแรง หรืออาจเขียนเป็นสูตรได้ว่า

M=F×S

M = โมเมนต์ มีหน่วยเป็น นิวตัน∙เมตร (N∙m)

F = แรง มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)

S = ระยะทาง มีหน่วยเป็น เมตร (m)

 

โมเมนต์ของแรง (Torque) คือ ผลคูณระหว่างขนาดของแรงกับระยะจากจุดหมุนตั้งฉากกับแนวแรง ซึ่งโมเมนต์เป็นผลของแรงที่ทำให้วัตถุเกิดการหมุน เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ดังนี้

M=F×l

M = โมเมนต์ของแรง มีหน่วยเป็น นิวตัน∙เมตร (N∙m)

F = แรง มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)

l = ระยะจากจุดหมุนตั้งฉากกับแนวแรง มีหน่วยเป็น เมตร (m)

 

ในกรณีที่มีแรงหลายแรงกระทำต่อคานเดียวกัน คานจะยังอยู่ในสภาพสมดุลในแนวระดับได้ถ้าโมเมนต์ของแรงทั้งสองด้านมีค่าเท่ากัน ดังตัวอย่างคานที่แขวนแตงโมในระยะต่างๆ ดังภาพ

จากรูป โมเมนต์ของแรงทางด้านซ้ายของจุดหมุน = (1 N x 0.50 m) + (3 N x 0.25 m)

= 0.5 + 0.75

= 1.25 N.m

โมเมนต์ของแรงทางด้านขวาของจุดหมุน = 2.5 N x 0.5 m

= 1.25 N.m