ปฏิบัติการฟิสิกส์ เรื่อง โมเมนต์ของแรง

  เมื่อวันที่ 3 มกราคม  2562 เวลา 10.00– 11.20 น. ณ ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ โครงการห้องเรียน พิเศษ smp โรงเรียนคัมภีร์วิทยา 
มีการจัดการเรียนการสอนปฏิบัติการฟิสิกส์ เรื่อง โมเมนต์ของแรง แก่นักเรียน SMP ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1  โดยมี อ.นูรีดา กะลูแป เป็นผู้สอน และนักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ช่วยแลบปฎิบัติการ

วัตถุประสงค์การทดลอง

1.อธิบายสมดุลกลของวัตถุ โมเมนต์ของแรงและผลรวมของโมเมนต์ที่มีต่อการหมุ่น

2.คำนวนโมเมนต์ของแรง และผลรวมของโมเมนต์ของแรงที่มีต่อการหมุ่น

โมเมนต์ของแรง

    โมเมนต์ของแรง (moment of force) หรือโมเมนต์ (moment) หมายถึง ผลของแรงที่กระทำต่อวัตถุเพื่อให้วัตถุหมุนไปรอบจุดหมุน ดังนั้น โมเมนต์ของแรงก็คือ ผลคูณของแรงกับระยะตั้งฉากจากแนวแรงถึงจุดหมุน ดังสูตร

ทิศทางของโมเมนต์ มี 2 ทิศทาง คือ

1. โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา

2. โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา

รูปแสดงทิศทางของโมเมนต์

จากรูป     โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา = WxL2 (นิวตัน-เมตร)

             โมเมต์ทวนเข็มนาฬิกา = ExL1 (นิวตัน-เมตร)

****ถ้ามีแรงหลายแรงกระทำต่อวัตถุชิ้นหนึ่ง แล้วทำให้วัตถุนั้นอยู่ในสภาวะสมดุลจะได้ว่า

ผลรวมของโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา = ผลรวมของโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา

คาน

     หลักการของโมเมนต์ เรานำมาใช้กับอุปกรณ์ที่เรียกว่า คาน (lever) หรือคานดีดคานงัด คานเป็นเครื่องกลชนิดหนึ่งที่ใช้ดีดงัดวัตถุให้เคลื่อนที่รอบจุดหมด (fulcrum) มีลักษณะเป็นแท่งยาว หลักการทำงานของคานใช้หลักของโมเมนต์

รูปแสดงลักษณะของคาน

ส่วนประกอบของคาน ส่วนประกอบที่สำคัญในการทำงานของคานมี 3 ส่วน คือ

1. จุดหมุนหรือจุดฟัลกรัม (Fulcrum) F

2. แรงความต้านทาน (W) หรือน้ำหนักของวัตถุ

3. แรงความพยายาม (E) หรือแรงที่กระทำต่อคาน

ภาพประกอบการทดลอง

   จาการลงมือปฏิบัติและเรียนรู้ด้วยตัวเองของนักเรียนทำให้สามารถทดลองและอธิบายโมเมนต์ของแรงและสมดุลคาน สามารถสรุปและสังเกตได้ว่า  ถ้าคานเป็นคานที่มีน้ำหนักสม่ำเสมอ นำ้หนักของคานจะตกตรงจุดกึ่งกลางของคาน ถ้าต้องการใหคานช่วยผ่อนแรงจะต้องให้ระยะตั้งฉากจากแรงความพยายามไปยังจุดหมุนยาวกว่าระยะตั้งฉากจากแรงความต้านทานไปยังจุดหมุน และสามารถเชื่อมโยงความรู้ แนวคิดของนักเรียนกับชีวิตประจำวันได้ เช่น การนำหลักการโมเมนต์มาช่วยให้เราออกแรงน้อยๆ แต่สามารถยกนำ้หนักมากๆได้