การทดลองแรงเสียดทาน

     เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2561 เวลา 10.00– 11.20 น. ณ ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ โครงการ SMP โรงเรียนคัมภีร์วิทยา นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 smp ได้เข้ามาใช้บริการเพื่อทำการทดลอง เรื่อง แรงเสียดทาน  โดยมี อ.นูรีดา กะลูแป อาจารย์ประจำวิชาฟิสิกส์ เป็นผู้สอน และนักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ช่วยสอนแลบ

วัตถุประสงค์การทดลอง

1.เพื่อศึกษาแรงต่างๆ ที่กระทำบนผิวสัมผัสของวัตถุ

2.เพื่อหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุ

เมื่อวัตถุอันหนึ่งลื่นไถลไปบนอีกวัตถุหนึ่ง จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสนั้นๆโดยมีทิศขนานกับผิวสัมผัสแรงต้านดังกล่าว เรียกว่าแรงเสียดทาน เช่น ลากสมุดบนโต๊ะจากขวาไปซ้ายจะเกิดแรงเสียดทานแก่สมุดไปทางขวาและในขณะเดียวกันก็เกิดแรงเสียดทานที่โต๊ะด้วยขนาดเท่ากันแต่ทิศทางซ้าย แรงเสียดทานนี้จะเกิดขึ้นได้เมื่อไม่มีการเคลื่อนที่เกิดขึ้น เช่น เราออกแรงลากหนักๆไปบนพื้นราบ ถ้าเราออกแรงไม่พอของก็ไม่เคลื่อนที่ ขณะนี้จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่ด้วยขนาดเท่ากับแรงที่เราลากจนกระทั่งเราออกแรงพอดีจะทำให้วัตถุเริ่มเคลื่อนที่ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นตอนนั้นจะมีค่ามากที่สุดของวัตถุคู่นั้น เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่แล้ว เราจะใช้แรงดึงน้อยกว่าในตอนแรกวัตถุนั้นยังเคลื่อนที่ต่อไปได้ จึงเห็นได้ว่าเมื่อวัตถุเคลื่อนที่แล้ว แรงเสียดทานมีค่าน้อยลง

แรงเสียดทาน (friction) เป็นแรงที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุหนึ่งพยายามเคลื่อนที่ หรือกำลังเคลื่อนที่ไปบนผิวของอีกวัตถุ เนื่องจากมีแรงมากระทำ มีลักษณะที่สำคัญ ดังนี้
1. เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุ

2. มีทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางที่วัตถุเคลื่อนที่หรือตรงข้ามทิศทางของแรงที่พยายามทำให้วัตถุเคลื่อนที่ 

                                             

                             วิดีโอสาธิตการทดลองหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต

ภาพประกอบการทดลอง

 

จากการทดลองหาแรงเสียดทาน ทำให้นักเรียนสามารถคำนวนและเข้าใจการเกิดแรงเสียดทาน รวมถึงทราบปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อแรงเสียดทาน เช่น ลักษณะของผิวสัมผัส ถ้าผิวสัมผัสหยาบ ขรุขระจะเกิดแรงเสียดทานมาก และสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้เป็นอย่างดี เช่น ออกแบบรูปร่างยานพาหนะให้อากาศไหลผ่านได้ดี การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งที่บรรทุกให้น้อยลง จะช่วยให้ลดแรงเสียดทานได้ ในขณะเดียวกัน การออกแบบหน้ายางรถยนต์ให้มีหน้ากว้างพอเหมาะ และการทำลวดลาย เพื่อให้ผิวขรุขระ จะช่วยเพิ่มแรงเสียดทานได้ด้วยเช่นกัน