คอนเซปต์หลักในการหมุน

physic06 วันอาทิตย์, 01 พฤศจิกายน 2558 15:28

คอนเซปต์หลักในการหมุน



การเคลื่อนที่แนววงกลมที่ผ่านมาคิดเสมือนว่ามวลของวัตถุรวมอยู่ที่จุดเล็กๆ จุดหนึ่ง  ซึ่งในความจริงวัตถุไม่ได้อยู่เป็นจุด  แต่มีทั้งขนาดและปริมาตร  โดยการหมุนจะต่างจากการเคลื่อนที่แนววงกลมตรงที่ว่า  การเคลื่อนที่แนววงกลมคือการที่จุดวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบจุดศูนย์กลาง  ส่วนการเคลื่อนที่แบบหมุนคือการที่ก้อนวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบจุดศูนย์กลาง  ส่วนการเคลื่อนที่แบบหมุน  คือการที่ก้อนวัตถุเคลื่อนที่เป็นงกลมรอบแกนหมุน  เช่น  ลูกข่าง  พัดลม  ล้อรถ เป็นต้น

เมื่อก้อนวัตถุหมุนรอบแกนหมุน  เราสามารถมองได้ว่าก้อนวัตถุเกิดจากจุดอนุภาควัตถุหลาย ๆ จุดมารวมกัน  ซึ่งแต่ละจุดมีความเร็วและความเร่งเป็นค่าเฉพาะของตัวมันเอง  ฉะนั้นเราไม่สามารถวิเคราะห์การเคลื่อนที่แยกทีละจุดได้  และเราจะวิเคราะห์ก้อนวัตถุทั้งหมดรวมกันแทน

ในการวิเคราะห์วัตถุที่กำลังหมุน  เรามักกำหนดให้วัตถุนั้นเป็นวัตถุเกร็ง  ซึ่งหมายถึงวัตถุที่ไม่สามารยืดหดได้  ดังนั้นเมื่อวัตถุหมุนแต่ละจุดบนวัตถุจะยึดติดกันไปเสมอ  ทำให้ทุกจุดหมุนด้วยความเร็วเชิงมุม ω เท่ากัน  ทั้งวัตถุอาจหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมเพิ่มขึ้นหรือลดลงก็ได้  เราเรียกอัตราการเปลี่ยนแปลง ω ว่าความเร่งเชิงมุม (α) ซึ่งต่างจากความเร่งเชิงเส้น (a)

ถ้าดูแต่ละจุด  และมองให้จุดที่เราสนใจเสมือนเคลื่อนที่เป็นแนววงกลมด้วย  ความเร็วเชิงเส้น v จะพบว่า v= ωr  เหมือนในเรื่องการเคลื่อนที่แนววงกลม  เมื่อ r คือระยะห่างระหว่างจุดที่สนใจกับแกนหมุน  อย่างไรก็ตาม ในเมื่อทุกจุดมี ω เท่ากัน แต่ค่า r ไม่เท่ากัน  ก็จะทำให้แต่ละจุดมี v ต่างกันด้วย (บางจุดอาจมีระยะห่างเท่ากัน อัตราเร็วเชิงเส้นก็อาจจะเท่ากัน แต่ไม่ใช่ว่าทุกจุดจะเท่ากัน) สามารถสรุปเป็นสูตรได้ดังนี้

1. s = Ɵr

2. v = ωr

3. a = αr



เราสามารถเขียนความเร็วเชิงมุม  และความเร่งเชิงมุมในรูปเวกเตอร์ คือ และ ซึ่งมีทิศทาง  แต่ในเรื่องการหมุนจะมีนิยามพิเศษอยู่ว่า  ทิศของความเร็วเชิงมุม ไม่ใช่แนวการหมุนจริงๆของวัตถุ  และทิศของความเร่งเชิงมุม ก็ไม่ใช่แนวความเร่งจริงๆของวัตถุด้วย

ในการหาทิศให้ใช้มือขวาของน้อง  โดยใช้สี่นิ้ววนไปรอบทิศของการหมุน  นิ้วโป้งจะชี้ไปในทิศ และถ้าต้องการหาทิศ ให้พิจารณาความเร็วเชิงมุมของการหมุน ถ้า มากขึ้น (หมุนเร็วขึ้น) จะมีทิศเดียวกับ แต่ถ้า น้อยลง (หมนุช้าลง) จะมีทิศตรงข้ามกับ เพราะ

link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations

Black Ribbon