ผลต่างระหว่างรุ่นของ "แรงเสียดทาน"

เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
ไม่มีความย่อการแก้ไข
ป้ายระบุ: แก้ไขจากอุปกรณ์เคลื่อนที่ แก้ไขจากเว็บสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่
Potapt (คุย | ส่วนร่วม)
ไม่มีความย่อการแก้ไข
บรรทัด 1:
{{กลศาสตร์ดั้งเดิม}}
'''แรงเสียดทาน''' หรือ '''ความเสียดทาน''' ({{lang-en|friction}}) เป็น[[แรง]]ที่ต้านการเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์ของพื้นผิวที่เป็นแข็ง ชั้นของเหลว และองค์ประกอบของวัตถุที่ไถลในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งกันและกัน<ref>http://www.merriam-webster.com/dictionary/friction</ref> แรงเสียดทานแบ่งได้หลายประเภท ได้แก่
 
''*'''แรงเสียดทาน หรือชนิดแห้ง''' '''ความเสียดทาน ({{lang-en|friction}}) เป็น[[แรง]]ที่ต้านการเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์ของ[[พื้นผิวที่เป็นแข็ง ชั้นของเหลว และองค์ประกอบ]]ของวัตถุของแข็งที่ไถลในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งสัมผัสกันและกัน<ref>http://www.merriam-webster.com/dictionary/friction</ref> แรงเสียดทานชนิดแห้งแบ่งได้หลายประเภทออกเป็น ได้แก่''แรงเสียดทานสถิต'' ระหว่างพื้นผิวที่ไม่มีการเคลื่อนที่ และ ''แรงเสียดทานจลน์'' ระหว่างพื้นผิวที่กำลังเคลื่อนที่
 
*'''''แรงเสียดทานในของไหล''' อธิบายแรงเสียดทานระหว่างชั้นของของไหลที่มี[[ความหนืด]] ซึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์ซึ่งกันและกัน<ref name="Beer">{{cite book
*'''''แรงเสียดทานชนิดแห้ง ต้านการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของ[[พื้นผิว]]ของของแข็งที่สัมผัสกัน แรงเสียดทานชนิดแห้งแบ่งออกเป็น แรงเสียดทานสถิต ระหว่างพื้นผิวที่ไม่มีการเคลื่อนที่ และ แรงเสียดทานจลน์ ระหว่างพื้นผิวที่กำลังเคลื่อนที่'''''
 
*'''''แรงเสียดทานในของไหล อธิบายแรงเสียดทานระหว่างชั้นของของไหลที่มี[[ความหนืด]] ซึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์ซึ่งกันและกัน<ref name="Beer">{{cite book
| title = Vector Mechanics for Engineers
| edition = Sixth
เส้น 24 ⟶ 23:
| year = 2002
| publisher = John Wiley & Sons
| isbn = 0-471-60293-0}}</ref>'''''
 
*'''''แรงเสียดทานหล่อลื่น''' เป็นกรณีของแรงเสียดทานในของไหล ที่มี[[สารหล่อลื่น]]แทรกระหว่างสองพื้นผิวที่เป็นของแข็ง<ref name="Ruina">{{cite book
| title = Introduction to Statics and Dynamics
| last = Ruina
เส้น 50 ⟶ 49:
| year = 2008
| publisher = Thomson
| isbn = 0-495-29610-4}}</ref>'''''
 
*'''''แรงเสียดทานที่ผิว''' เป็นองค์ประกอบของ[[แรงต้าน]] แรงต่อต้านการเคลื่อนที่โดยของไหลเข้าไปขวางบนทั่วทั้งพื้นผิวของวัตถุ'''''
 
*'''''แรงเสียดทานภายใน''' เป็นแรงที่ต้านการเคลื่อนที่ระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ภายในที่ทำขึ้นเป็นวัตถุที่เป็นของแข็ง ขณะที่วัตถุนั้นเกิด[[การเปลี่ยนรูป]]<ref name="Meriam" />'''''
 
== '''''ภาพรวม''''' ==
[[ไฟล์:Example Friction.gif|right|thumb|250px|แรงเสียดทาน (friction) มีทิศตรงข้ามกับแรงที่กระทำกับวัตถุเสมอ]]
 
'''''แรงเสียดทาน คือ[[แรง]]ที่ต้าน[[การเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์]] หรือแนวโน้มของการเคลื่อนที่ดังกล่าว ของ[[พื้นผิว]]สองอย่างที่สัมผัสกัน มักจะเกิดตรงข้ามกับแรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่เสมอ ผิวหน้าสัมผัส จึงช่วยลดแรงเสียดทานได้'''''
 
'''''โดยขนาดของแรงเสียดทานจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับ'''''
* '''''แรงหรือน้ำหนักที่กดลงไปบนพื้นผิวสัมผัส ซึ่งแรงนี้จะตั้งฉากกับผิวสัมผัส ถ้าแรงกดทับนี้มาก แรงเสียดทานก็จะมีค่ามากด้วย'''''
* '''''ลักษณะของผิวสัมผัสนั้น ๆ ถ้าผิวสัมผัสนั้นเรียบลื่น แรงเสียดทานก็จะมีค่าน้อย ถ้าผิวสัมผัสหยาบหรือขรุขระ แรงเสียดทานก็จะมีค่ามาก'''''
 
== '''''ลักษณะของแรงเสียดทาน''''' ==
 
'''''1.แรงเสียดทานนั้นไม่ขึ้นกับจำนวนพื้นที่ผิวสัมผัส'''''
 
'''''2.แรงเสียดทานนั้นไม่ขึ้นกับความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ และยังมีทิศตรงข้ามการเคลื่อนที่ของวัตถุ'''''
 
'''''3.แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับแรงที่วัตถุกดพื้นในแนวที่ตั้งฉากหรือแรงปฏิกิริยาของพื้นในแนวที่ตั้งฉาก'''''
 
'''''4.แรงเสียดทานขึ้นกับพื้นผิวสัมผัส เช่น เรียบหรือขรุขระ'''''
 
== '''''ชนิดของแรงเสียดทาน''''' ==
'''''แรงเสียดทานแบ่งได้ 2 ชนิด คือ'''''
* '''''แรงเสียดทานสถิต (static friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุยังอยู่นิ่งกับที่ ซึ่งจะมีค่าตั้งแต่ศูนย์จนถึงค่ามากที่สุด ซึ่งค่าที่มากที่สุดจะเกิดขณะที่วัตถุเริ่มจะเคลื่อนที่'''''
* '''''แรงเสียดทานจลน์ (kinetic friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ โดยแรงเสียดทานจลน์จะมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต'''''
 
== '''''การลดแรงเสียดทาน''''' ==
* '''''การใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน'''''
** '''''ล้อ เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส'''''
** '''''บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน'''''
** '''''ตลับลูกปืน ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผวเรียบลื่นและกลิ้งได้ ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว เครื่องจักรแทบทุกชนิดจะต้องมีตลับลูกปืนใส่ในแกนหมุนของเครื่องยนต์'''''
* '''''การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ'''''
* '''''การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง ทำให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง'''''
 
== '''''สมบัติของแรงเสียดทาน''''' ==
'''''1. แรงเสียดทานมีค่าเป็นศูนย์ เมื่อวัตถุไม่มีแรงภายนอกมากระทำ'''''
 
'''''2. ขณะที่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุ และวัตถุยังไม่เคลื่อนที่ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นมีขนาดต่างๆ กัน ตามขนาดของแรงที่มากระทำ และแรงเสียดทานที่มีค่ามากที่สุดคือ แรงเสียดทานสถิต เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่'''''
 
'''''3. แรงเสียดทานมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ'''''
 
'''''4. แรงเสียดทานสถิตมีค่าสูงกว่าแรงเสียดทานจลน์เล็กน้อย'''''
 
'''''5. แรงเสียดทานจะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับลักษณะของผิวสัมผัส ผิวสัมผัสหยาบหรือขรุขระจะมีแรงเสียดทานมากกว่าผิวเรียบและลื่น'''''
 
'''''6. แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับน้ำหนักหรือแรงกดของวัตถุที่กดลงบนพื้น ถ้าน้ำหนักหรือแรงกดมากแรงเสียดทานก็จะมากขึ้นด้วย'''''
 
'''''7. แรงเสียดทานไม่ขึ้นอยู่กับขนาดหรือพื้นที่ของผิวสัมผัส'''''
 
== '''''ข้อดีโดยขนาดของแรงเสียดทาน'''''จะมากหรือน้อย ==ขึ้นอยู่กับ
* '''''แรงหรือน้ำหนักที่กดลงไปบนพื้นผิวสัมผัส ซึ่งแรงนี้จะตั้งฉากกับผิวสัมผัส ถ้าแรงกดทับนี้มาก แรงเสียดทานก็จะมีค่ามากด้วย'''''
'''''[[ไม้หน้า|แ]]ม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่ แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น'''''
* '''''ลักษณะของผิวสัมผัสนั้น ๆ ถ้าผิวสัมผัสนั้นเรียบลื่น แรงเสียดทานก็จะมีค่าน้อย ถ้าผิวสัมผัสหยาบหรือขรุขระ แรงเสียดทานก็จะมีค่ามาก'''''
* '''''ขณะที่รถแล่น จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ'''''
* '''''ยางรถยนต์ที่จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน'''''
* '''''ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง'''''
 
== '''''ข้อเสียชนิดของแรงเสียดทาน''''' ==
'''''แรงเสียดทานแบ่งได้ 2 ชนิด คือ'''''
'''''แรงเสียดทานทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้า จึงต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก'''''
* '''''แรงเสียดทานสถิต (static friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุยังอยู่นิ่งกับที่ ซึ่งจะมีค่าตั้งแต่ศูนย์จนถึงค่ามากที่สุด ซึ่งค่าที่มากที่สุดจะเกิดขณะที่วัตถุเริ่มจะเคลื่อนที่'''''
* '''''แรงเสียดทานจลน์ (kinetic friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ โดยแรงเสียดทานจลน์จะมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต'''''
 
== '''''การเพิ่มและลดแรงเสียดทาน''''' ==
* '''''การใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน'''''
'''''การลดแรงเสียดทาน ทำได้หลายวิธี ดังนี้'''''
** '''''ล้อ เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส'''''
** '''''บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน'''''
** '''''ตลับลูกปืน ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผวเรียบลื่นและกลิ้งได้ ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว เครื่องจักรแทบทุกชนิดจะต้องมีตลับลูกปืนใส่ในแกนหมุนของเครื่องยนต์'''''
* '''''การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ'''''
* '''''การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง ทำให้การทาให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง'''''
 
== '''''การลดเพิ่มแรงเสียดทาน''''' ==
'''''1. การใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน'''''
'''''21. ยางรถยนต์จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน'''''
 
2. การหยุดรถต้องเพิ่มแรงเสียดทานที่เบรก เพื่อหยุดหรือทำให้รถแล่นช้าลง
'''''ล้อ เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส'''''
 
3. รองเท้าบริเวณพื้นต้องมีลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานทำให้เวลาเดินไม่ลื่นหกล้มได้ง่าย
'''''บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน'''''
 
== '''''ลักษณะสมบัติของแรงเสียดทาน''''' ==
'''''ตลับลูกปืน ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผิวเรียบลื่นและกลิ้งได้ ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว เครื่องจักรแทบทุกชนิดจะต้องมีตลับลูกปืนใส่ในแกนหมุนของเครื่องยนต์'''''
'''''1. แรงเสียดทานมีค่าเป็นศูนย์ เมื่อวัตถุไม่มีแรงภายนอกมากระทำ'''''
 
'''''2. ขณะที่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุ และวัตถุยังไม่เคลื่อนที่ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นมีขนาดต่างๆ กัน ตามขนาดของแรงที่มากระทำ และแรงเสียดทานที่มีค่ามากที่สุดคือ แรงเสียดทานสถิต เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่'''''
'''''2. การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ'''''
 
'''''3. แรงเสียดทานมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ'''''
'''''3. การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง ทาให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง'''''
 
'''''4. แรงเสียดทานสถิตมีค่าสูงกว่าแรงเสียดทานจลน์เล็กน้อย'''''
'''''4. การทำให้ผิวสัมผัสเรียบลื่น เช่น การใช้ถุงพลาสติกหุ้มถุงทราย พื้นถนนที่เปียกจะลื่นกว่าพื้นถนนที่แห้ง'''''
 
'''''5. แรงเสียดทานจะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับลักษณะของผิวสัมผัส ผิวสัมผัสหยาบหรือขรุขระจะมีแรงเสียดทานมากกว่าผิวเรียบและลื่น'''''
== '''''การเพิ่มแรงเสียดทาน''''' ==
'''''แม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่ แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น'''''
 
'''''6. แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับน้ำหนักหรือแรงกดของวัตถุที่กดลงบนพื้น ถ้าน้ำหนักหรือแรงกดมากแรงเสียดทานก็จะมากขึ้นด้วย'''''
'''''1. ขณะที่รถแล่น จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ'''''
 
'''''17. แรงเสียดทานนั้นไม่ขึ้นอยู่กับจำนวนขนาดหรือพื้นที่ของผิวสัมผัส'''''
'''''2. ยางรถยนต์จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน'''''
 
== '''''ชนิดข้อดีของแรงเสียดทาน''''' ==
'''''3. ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง'''''
'''''[[ไม้หน้า|แ]]ม้แม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่ แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น'''''
* '''''ขณะที่รถแล่น จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ'''''
* '''''ยางรถยนต์ที่จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน'''''
* '''''ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง'''''
 
== '''''สมบัติข้อเสียของแรงเสียดทาน''''' ==
'''''4. การเดิน การวิ่ง ต้องการแรงเสียดทานมาช่วยในการเคลื่อนที่ ดังนั้น จึงควรใส่รองเท้าพื้นยาง ไม่ควรใส่รองเท้าพื้นไม้ เพราะรองเท้าพื้นยางให้แรงเสียดทานกับพื้นทางเดินได้มากกว่าพื้นรองเท้าที่เป็นไม้ ทำให้เดินได้ง่ายกว่าและเร็วกว่าโดยไม่ลื่นไถล นอกจากนี้พื้นรองเท้าต้องมีลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส'''''
'''''แรงเสียดทานทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้า จึงต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก'''''
 
== อ้างอิง ==