สภาพสมดุล (Equilibrium)
นิยาม / เงื่อนไขของสมดุล / โมเมนต์ของแรงหรือทอร์ก / แรงคู่ควบ โมเมนต์คู่ควบ / ผลรวมของโมเมนต์
เสถียรภาพของสมดุล / กฎของฮุก / การได้เปรียบเชิงกล
สภาพสมดุลของวัตถุ คือ การคงสภาพของวัตถุแบ่งได้ 2 กรณีคือ
1.สภาพสมดุลสถิต (Static equilibrium) คือ สภาพสมดุลของวัตถุหรือสิ่งก่อสร้างที่อยู่นิ่ง เช่น สะพาน เขื่อน
2.สภาพสมดุลจลน์ (Kinetic equilibrium) คือ สภาพสมดุลของวัตถุที่เครื่องที่ด้วยความเร็วคงตัว เช่น รถไฟ เครื่องบิน ที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว
1. สมดุลต่อการเลื่อนที่ คือ วัตถุอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ ด้วยความเร็วคงตัว
1. สมดุลสถิต (Static Equilibrium) เป็นสมดุลของวัตถุขณะอยู่นิ่ง
2. สมดุลจลน์ (Kinetic Equilibrium) เป็นสมดุลของ วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (a = 0)
เงื่อนไขของสมดุล
1. สมดุลเนื่องจากแรง 2 แรง
1. แรงทั้งสองต้องมีขนาดเท่ากัน แต่ทิศทางตรงข้ามกัน
2. แนวแรงทั้งสองต้องพบกันที่จุดๆ เดียว หรือ แนวแรงทั้ง 2ต้องต่อเป็นเส้นตรงเดียวกัน
2. สมดุลเนื่องจากแรง 3 แรง แยกออกเป็น 2 กรณี
1. แนวแรงทั้ง 3 ขนานกัน
1. แรงลัพธ์ของแรงทั้ง 3 ต้องเป็นศูนย์
2. แนวแรงทั้งสาม ต้องอยู่ในระนาบเดียวกันเสมอ
3. แนวแรงทั้งสามไม่จำเป็นต้องพบกันที่จุดๆเดียว
2. แนวแรงทั้ง 3 ไม่ขนานกัน
1. แรงลัพธ์ของแรงทั้ง 3 ต้องเป็นศูนย์
2. แนวแรงทั้งสาม ต้องอยู่ในระนาบเดียวกันเสมอ
3. แนวแรงทั้งสามต้องพบกันที่จุดๆหนึ่งเท่านั้น
3. สมดุลของแรงมากกว่า 3 แรง
1. แนวแรงไม่จำเป็นต้องอยู่ในระนาบเดียวกัน
2 .แนวแรงอาจจะไม่พบกันที่จุดๆเดียว
3. แต่แรงลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อวัตถุต้องเป็นศูนย์
หน่วยเป็นนิวตัน.เมตร (N.m)
แรงคู่ควบ โมเมนต์คู่ควบ
แรงคู่ควบ คือ แรงสองแรงที่กระทำต่อวัตถุ โดยแรงทั้งสองที่ขนาดเท่ากัน แนวแรงขนานกัน แต่ทิศทางตรงข้ามกัน
หลักที่นำมาใช้ในการคำนวณในกรณีที่วัตถุสมดุลต่อการเลื่อนที่ คือ
2. ทฤษฎีลามี (กฎของ sine)
แรง 3 แรงมากระทำกันที่จุด ๆ หนึ่ง และอยู่ในภาวะสมดุล อัตราส่วนของแรงต่อ sin ของมุมตรงข้ามย่อมมีค่าเท่ากัน
ถ้ามีแรง 3 แรงกระทำร่วมกันที่จุด ๆ หนึ่ง และอยู่ใน ภาวะสมดุลโดยทิศของแรงทั้ง 3 แรงตั้งฉากกับด้านทั้ง 3
ของสามเหลี่ยมจะได้อัตราส่วนขนาดของแรงต่อด้านที่แรงนั้นตั้งฉากอยู่
(http://www.chaiwbi.com/0drem/web_children/2547/475203/100/00_8.gif)
ที่มา http://www.montfort.ac.th/mcs/dept/science/scienceteachers/pichitchai/Content/Eqation.htm
http://www.chaiwbi.com/0drem/web_children/2547/475203/004.html
เสถียรภาพของสมดุลสามารถแบ่งได้ดังนี้
1.สมดุลเสถียร คือสภาพสมดุลของวัตถุซึ่งมีลักษณะที่วัตถุสามารถกลับสู่สภาพสมดุลที่ตำแหน่งเดิมได้ โดยเมื่อแรงกระทำกับวัตถุที่อยู่ในสมดุลเสถียร
จุดศูนย์ถ่วงจะอยู่สูงกว่าระดับเดิม แต่เมื่อเอาแรงออก วัตถุจะกลับสภาพเดิม
2. สมดุลสะเทิน คือสภาพสมดุลของวัตถุที่อยู่ในลักษณะสามารถคงสภาพสมดุลอยู่ได้ โดยมีตำแหน่งสมดุลที่เปลี่ยนไป
3. สมดุลไม่เสถียร คือ สภาพสมดุลของวัตถุที่อยู่ในลักษณะที่ไม่สามารถกลับสู่สภาพเดิมได้
กฎของฮุก(Hook's law)
ตาชั่งสปริง (Spring Balance)
การได้เปรียบเชิงกล (MA)
แรงต้านทาน เป็นแรงที่กระทำบนวัตถุ เพื่อทำให้วัตถุเกิดการเปลี่ยนแปลง
แรงต้านทาน เป็นแรงที่ต่อต้านการกระทำของแรงภายนอก
1.การได้เปรียบเชิงกลทางปฎิบัติ (Actual M.A)