สรุป สมดุลกล

สรุปเนื้อหา เรื่อง สมดุลกล พร้อมวีดีโอติวฟรี!

-สมดุล คืออะไร ?
-ประเภทของสมดุล
-โมเมนต์
-เสถียรภาพของวัตถุ
-การไถลและการล้มของวัตถุ

สมดุล คืออะไร ?
สมดุล (Equilibrium) คือ สภาวะที่วัตถุรักษาสภาพการเคลื่อนที่ให้คงเดิมตลอดเวลา เช่น ถ้าเดิมวัตถุวางอยู่นิ่ง ก็จะนิ่งต่อไปเรื่อยๆ หรือถ้าเดิมวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวต่อไปเรื่อยๆ โดยสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้น จะแบ่งตามประเภทของสมดุลดังต่อไปนี้

ประเภทของสมดุล
1.สมดุลต่อการเคลื่อนที่
เกิดขึ้นเมื่อแรงลัพธ์ที่กระทำบนวัตถุเป็นศูนย์ ทำให้วัตถุที่เดิมอยู่นิ่งกับที่ ก็จะอยู่นิ่งกับที่ต่อไป หรือวัตถุที่เดิมกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวต่อไป (ความเร็วคงตัว หมายความว่า ขนาดของความเร็วเท่าเดิม และทิศทางของความเร็วไม่เปลี่ยนแปลง) โดยสมการที่ใช้ในการคำนวณ ก็จะเป็นไปตามคำอธิบายข้างต้น คือ
\[\Sigma F = 0\]

2.สมดุลต่อการหมุน
เกิดขึ้นเมื่อโมเมนต์ลัพธ์ที่กระทำบนวัตถุเป็นศูนย์ ทำให้วัตถุที่เดิมไม่มีการหมุน ก็จะไม่หมุนเหมือนเดิม หรือวัตถุที่เดิมกำลังหมุนด้วยอัตราเร็วเชิงมุมคงตัว ก็จะหมุนด้วยอัตราเร็วเชิงมุมคงตัวต่อไป โดยสิ่งที่พยายามทำให้วัตถุเกิดการหมุนหรือว่าโมเมนต์นั้น จะอธิบายในหัวข้อต่อไป
\[\Sigma M = 0\]
3.สมดุลสัมบูรณ์
การที่วัตถุที่อยู่ในสภาวะสมดุล มีทั้งสมดุลต่อการเคลื่อนที่และสมดุลต่อการหมุน เกิดขึ้นพร้อมกัน
โมเมนต์
โมเมนต์เป็นปริมาณเวกเตอร์ เป็นสิ่งที่พยายามทำให้วัตถุหมุนรอบจุดใดจุดหนึ่ง โดยขนาดของโมเมนต์เท่ากับผลคูณของขนาดของแรงกับระยะทางที่วัดจากจุดหมุนไปตั้งฉากกับแนวแรง
\[M = F \times l\]
โดยโมเมนต์จะทำให้วัตถุมีแนวโน้มการหมุนรอบจุดหมุนนั้น ในแนวทวนเข็มนาฬิกาหรือตามเข็มนาฬิการอบจุดหมุนนั้น
สำหรับทิศทางของโมเมนต์ สามารถหาได้จากกฎมือขวาดังนี้

THE MOMENTt OF \( \vec{F} \) รอบจุด A =

สูตรโมเมนต์: \(\vec{M} = \vec{r} \times \vec{F}\)

Magnitude M : \( M = Fr \sin(\alpha) = Fd \)

ข้อควรระวัง! แนวโน้มการหมุนของวัตถุ (ทวนเข็ม/ตามเข็ม) ไม่ใช่ทิศทางของโมเมนต์

เสถียรภาพของวัตถุ
1.สมดุลเสถียร คือสภาพสมดุลของวัตถุ ซึ่งวัตถุสามารถกลับมายังสภาพสมดุลที่ตำแหน่งเดิมได้ โดยเมื่อแรงกระทำกับวัตถุ จุดศูนย์ถ่วงจะอยู่สูงกว่าระดับเดิม แต่เมื่อเอาแรงออก วัตถุจะกลับสภาพเดิม
2.สมดุลไม่เสถียร คือสภาพสมดุลของวัตถุ ซึ่งวัตถุไม่สามารถกลับมายังสภาพสมดุลที่ตำแหน่งเดิมได้ โดยเมื่อแรงกระทำกับวัตถุ จุดศูนย์ถ่วงจะอยู่ต่ำกว่าระดับเดิม และทำให้วัตถุล้มลง
3.สมดุลสะเทิน คือสภาพสมดุลของวัตถุ ซึ่งวัตถุสามารถกลับมายังสภาพสมดุลที่ตำแหน่งเดิมได้ โดยเมื่อแรงกระทำกับวัตถุ จุดศูนย์ถ่วงจะยังคงอยู่ระดับเดิม

การไถลและการล้มของวัตถุ
การไถลของวัตถุ เกิดขึ้นเมื่อแรงที่กระทำกับวัตถุ มีขนาดมากกว่าแรงเสียดทานสถิตสูงสุด
การล้มของวัตถุ เกิดขึ้นเมื่อโมเมนต์ของแรงที่กระทำกับวัตถุ มีขนาดมากกว่าโมเมนต์ของน้ำหนักของวัตถุ