Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
หนวยการเรยนรท 1
ชนมธยมศกษาปท 5ชนมธยมศกษาปท 5โดยครศรไพร แตงออนโดยครศรไพร แตงออน
หนวยท 1เรอง การเคลอนทแบบวงกลม
ครศรไพร แตงออน
การเคลอนทแบบวงกลม
ครศรไพร แตงออน
ผลการเรยนรทคาดหวง
สารวจ ตรวจสอบ และอธบายการเคลอนทแบบวงกลม และการนาไปใชประโยชน
ครศรไพร แตงออน
กจกรรมการเคลอนทแบบวงกลมแนวระดบ
ครศรไพร แตงออน
จกยางจะคงสภาพการเคลอนทแบบวงกลมอยไดภายใตเงอนไข
อะไรบางครศรไพร แตงออน
มแรงดงเชอกกระทาตอจกยางหรอไม
ครศรไพร แตงออน
วเคราะหความสมพนธระหวางอตราเรวในการเคลอนท รศมการเคลอนทของจกยางและแรงดงเชอก
ครศรไพร แตงออน
การเคลอนทของวตถในวงกลมเปนการเคลอนททเกดขนแลวแรงลพธทกระทาตอวตถไมเทากบศนย โดยทศของแรงลพธจะมทศพงเขาหาจดศนย -กลางวงกลม และตงฉากกบความเรวโดย v มทศเดยวกบเสนสมผสวงกลม
ครศรไพร แตงออน
แรงสศนยกลาง(Centripetal Force)
vFc
ครศรไพร แตงออน
การขบรถบนถนนโคงในสภาพเปยกลน ควรขบรถอยางไร
ใหปลอดภยมากทสดครศรไพร แตงออน
การขบรถเขาโคงจะมแรงสศนยกลางนมาจากไหน
ครศรไพร แตงออน
สภาพของยางรถและถนน มความสาคญอยางไรกบ
ความปลอดภยในการขบรถยนตและรถจกรยานยนต
ครศรไพร แตงออน
ตวอยางการเคลอนทแบบวงกลม
ครศรไพร แตงออน
วตถผกเชอก แกวงเปนวงกลมบนโตะระดบผวเกลยง
T
แรงตงเชอกเปนแรงสศนยกลางT = แรงสศนยกลาง
= mv2/r
ครศรไพร แตงออน
ดาวเทยม
นาหนกดาวเทยมลงสโลกเปนแรงสศนยกลางmg = แรงสศนยกลาง
= mv2/r
mgv
ครศรไพร แตงออน
การแกวงรปกรวย
T cos θ เปนแรงชวยยกวตถ T cos θ = mg
T sin θ เปนแรงสศนยกลางT sin θ = mv2/r
mg
T T cos θ
T sin θθ
lr
ครศรไพร แตงออน
mg
Nรถเคลอนทบนสะพานโคง
mg - N = FC
ครศรไพร แตงออน
วตถกลงในวงโคง
mgN
N +mg = FC
ครศรไพร แตงออน
ครศรไพร แตงออน
O
ก ข
วตถขณะเคลอนทเปนทางโคง
ครศรไพร แตงออน
N
mg Fc
ครศรไพร แตงออน
จากรป เมอวตถเคลอนทเปนวงกลมได
แสดงวาจะตองมแรงหนงกระทาตอผววตถ โดยทศของแรงพงเขาสศนยกลางวงกลม แรงนคอ
แรงเสยดทานครศรไพร แตงออน
N
f f
N R
θ
θ
R
f = ,mv2r N = mg
ครศรไพร แตงออน
การโคจรของโลกและดวงจนทรรอบดวงอาทตย
ครศรไพร แตงออน
กฎแรงดงดดระหวางมวล
วตถทกชนดในเอกภพจะสงแรงดงดดซงกนและกน โดยขนาดของแรงดงดดระหวางวตถจะแปรผนตรงกบผลคณระหวางมวลของวตถทงสองและแปรผกผนกบกาลงสองของระยะทางระหวางวตถทงสอง
ครศรไพร แตงออน
mโลก
mวตถ
rโลกF =
Gmโลกmวตถr2
G เปนคาคงทสากล = 6.67×10-11 N.m2/kg2ครศรไพร แตงออน
F =Gm1m2
r2
r
m1 m2
ครศรไพร แตงออน
ทาไมดวงจนทรจงโคจรรอบโลกอยได
ครศรไพร แตงออน
ดาวเทยมทโคจรใกลและไกลจากโลก จะมอตราเรวในการ
โคจรตางกนอยางไรครศรไพร แตงออน
ชวงเวลาทวตถใชในการเคลอนทครบ 1 รอบ เรยกวา คาบ(period)
จานวนรอบทวตถเคลอนทไดใน1 หนวยเวลา
เรยกวา ความถ(frequency)
ครศรไพร แตงออน
ความสมพนธของ Tและf
ครศรไพร แตงออน
เมอทราบ T , f และ รศม ในการเคลอนท สามารถนามาหาอตราเรว
ของวตถขณะเคลอนทได
vr
ครศรไพร แตงออน
อตราเรว(v) = ระยะทาง (s)เวลา (t)
โดยท s = 2πrและ r คอรศมวงกลม
... v = 2πrT
vr
ครศรไพร แตงออน
v = 2πrTจาก
v = 2πr.f
เพราะ T = 1f
ครศรไพร แตงออน
รถมอเตอรไซดไตถงเคลอนทรอบถง 4 รอบในเวลา 1 นาท คาบ
ของการเคลอนทเปนเทาไรครศรไพร แตงออน
ดาวเทยมไทยพฒน ดาวเทยมดวงแรกทออกแบบและสรางโดยฝมอคนไทยโคจรรอบโลก 1 รอบ ในเวลา 10 นาท คาบและ
ความถของการเคลอนทเปนเทาไรครศรไพร แตงออน
ตวอยางแบบทดสอบ1. ขอใดกลาวถกตองเกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. แรงเขาสศนยกลางของวตถคงทข. ความเรงเขาสศนยกลางของวตถคงทค. ความเรวของวตถคงทง. วตถไมอยในสภาพสมดล
ครศรไพร แตงออน
2. วตถทเคลอนทเปนวงกลม ดวยอตราเรวคงท มปรมาณใดบางไมคงทก. แรงสศนยกลางข. ความเรงสศนยกลางค. ความเรวง. ถกทกขอ
ครศรไพร แตงออน
3. ถาดาวเทยมโคจรรอบโลกเปนวงกลมดวยอตราเรวคงท ขอใดผดก. ขนาดความเรงของดาวเทยมมคาคงทข. ดาวเทยมมทศของความเรงสศนยกลาง ของโลกเสมอ
ค. เวลาทดาวเทยมเคลอนทครบรองคงทง. โลกมแรงกระทาตอดาวเทยมมากกวาแรงทดาวเทยมกระทาตอโลก
ครศรไพร แตงออน
5. ในการแสดงการขจกรยานยนตโลดโผน ขณะทผแสดงกาลงขเปนวงกลมบนพนราบทมความฝดอยนน เขาจะตองทาอยางไรจงจะไมเกดอบตเหตแลวทาใหรถลม
ครศรไพร แตงออน
ก. เอยงรถมากขนและลดอตราเรวลงเมอตองการขเปนวงกลมทมขนาดใหญขน
ข. รถเอยงมากขนเมอตองการขใหเรวขนโดยมรศมเทาเดม
ค. นงตวตรง ๆ แลวเพมความเรวขนเพอใหวงกลมรศมมากขน
ง. เอยงรถมากขนดวยอตราเรวเทาเดม เมอตองการใหวงกลมใหญขน
ครศรไพร แตงออน
6. ขอใดกลาวถกตอง เกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. ในการทดลองหมนจกยางทผกดวยเชอกถาแรงตงเชอกมากขนคาบของการหมนจะนอยลง
ข. ในการทดลองหมนจกยางทผกดวยเชอกถารศมเพมขน คาบของการหมนจะเพมขน
ครศรไพร แตงออน
6. ขอใดกลาวถกตอง เกยวกบการเคลอนทแบบวงกลม
ค. ในการเลยวโคงของรถบนทางโคง อตราเรวของรถจะแปรตามรากทสองของมวลของรถง. การเลยวโคงของรถบนทางโคง ทมรศมความโคง
มากกวา จะสามารถเลยวโคงดวยอตราเรวทเรวกวา
ครศรไพร แตงออน
1. ขอใดกลาวถกตองเกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. แรงเขาสศนยกลางของวตถคงทข. ความเรงเขาสศนยกลางของวตถคงทค. ความเรวของวตถคงท
ง.วตถไมอยในสภาพสมดล
ครศรไพร แตงออน
2. วตถทเคลอนทเปนวงกลม ดวยอตราเรวคงท มปรมาณใดบางไมคงทก. แรงสศนยกลางข. ความเรงสศนยกลางค. ความเรวง. ถกทกขอ
ครศรไพร แตงออน
3. ถาดาวเทยมโคจรรอบโลกเปนวงกลมดวยอตราเรวคงท ขอใดผดก. ขนาดความเรงของดาวเทยมมคาคงทข. ดาวเทยมมทศของความเรงสศนยกลาง ของโลกเสมอ
ค. เวลาทดาวเทยมเคลอนทครบรองคงทง. โลกมแรงกระทาตอดาวเทยมมากกวาแรงทดาวเทยมกระทาตอโลก
ครศรไพร แตงออน
4. แรงสศนยกลางเมอวตถเคลอนทเปนวงกลมจะมคามากตามขอใดก. ความเรวมาก รศมความโคงมากข. ความเรวมาก รศมความโคงนอยค. ความเรวนอย รศมความโคงมากง. ความเรวนอย รศมคามโคงนอย
ครศรไพร แตงออน
5. ในการแสดงการขจกรยานยนตโลดโผน ขณะทผแสดงกาลงขเปนวงกลมบนพนราบทมความฝดอยนน เขาจะตองทาอยางไรจงจะไมเกดอบตเหตแลวทาใหรถลม
ครศรไพร แตงออน
ก. เอยงรถมากขนและลดอตราเรวลงเมอตองการขเปนวงกลมทมขนาดใหญขน
ข. รถเอยงมากขนเมอตองการขใหเรวขนโดยมรศมเทาเดม
ค. นงตวตรง ๆ แลวเพมความเรวขนเพอใหวงกลมรศมมากขน
ง. เอยงรถมากขนดวยอตราเรวเทาเดม เมอตองการใหวงกลมใหญขน
ครศรไพร แตงออน
6. ขอใดกลาวถกตอง เกยวกบการเคลอนทแบบวงกลมก. ในการทดลองหมนจกยางทผกดวยเชอกถาแรงตงเชอกมากขนคาบของการหมนจะนอยลง
ข. ในการทดลองหมนจกยางทผกดวยเชอกถารศมเพมขน คาบของการหมนจะเพมขน
ครศรไพร แตงออน
6. ขอใดกลาวถกตอง เกยวกบการเคลอนทแบบวงกลม
ค. ในการเลยวโคงของรถบนทางโคง อตราเรวของรถจะแปรตามรากทสองของมวลของรถง. การเลยวโคงของรถบนทางโคง ทมรศมความโคง
มากกวา จะสามารถเลยวโคงดวยอตราเรวทเรวกวา
ครศรไพร แตงออน