กลิ้งกับสไลด์ใครถึงก่อนกัน
นำมาจากปัญหาประจำสัปดาห์ของสำนักวิชาฟิสิกส์มหาวิทยาลัยแห่งแมรี่แลนด์ เขาถามว่า aluminum รูปทรงคล้ายกันมาก 2 อันตามรูปนะครับ อันหนึ่งปล่อยให้กลิ้งลงมา ส่วนอีกอันปล่อยให้ไถลลงมาโดยไม่มีแรงเสียดทาน เพราะเราติดบอลกลมเล็ก ๆ 4 อันให้มันที่ฐานด้านที่จะปล่อยให้ไถล คุณคิดว่าใครจะถึงพื้นก่อนกันครับ เพราะเหตุใด ?



การที่เค้าติดล้อไว้นี่เพื่อจะลดแรงเสียดทานจากการไถลนะครับ ถ้าผิวสัมผัสระหว่างอะลูมินั่มแนวตั้งกับรางไม้ไม่มี ส.ป.ส. ความเสียดทาน เราก็ไม่จำเป็นต้องติดล้อเล็ก ๆ นั่น คำถามนี้หากนำไปหลอกถามเด็ก ๆ อาจจะคิดว่ากลิ้งมาเร็วกว่า แต่ถ้ารู้ concept เรื่องพลังงานนิด ๆ หน่อย ๆ ระดับมัธยมปลายก็จะตอบว่าไถลลงมาเร็วกว่า หรืออาจจะตอบว่าถึงพื้นพร้อมกัน ที่สำคัญคือมองให้ออกว่าอะลูมินั่ม 2 ก้อนนั่นมันเคลื่อนที่ได้ยังไง คำตอบคือพลังงานครับ จุดที่ปล่อยมันมีพลังงานศักย์อยู่ และมันคงสภาพนั้นไม่ได้ถ้าไม่มีมามือจับ หลังจากปล่อยมือ พลังงานศักย์เปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ mv2/2 อะลูมินั่มทั้ง 2 ก้อนมีมวลเท่ากัน ก็น่าจะมีความเร็วเท่ากันมาถึงพร้อมกันสิ ถ้าคิดแบบนี้แสดงว่าเราลืมเรื่องการกลิ้งไป เพราะก้อนที่กลิ้งนั่นมันไม่ใช่แค่เคลื่อนที่ลงมา แต่มันยังหมุนกลิ้งด้วย มันเอาพลังงานจากไหนมากลิ้งล่ะ ก็ต้องเอามาจากพลังงานศักย์ตั้งต้นนั่นแหละครับ นั่นคือก้อนที่กลิ้งแย่งพลังงานส่วนหนึ่งมาทำให้กลิ้ง จึงมีพลังงานจลน์ลดลง สรุปพลังงานจลน์ของตัวกลิ้งถูกแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ translational (mv2/2) กับ rotational (Iw2/2) สำหรับรูปทรงในข้อนี้พลังงานทั้งสองส่วนยังถูกแบ่งเท่า ๆ กันด้วยครับ





Create Date : 15 พฤษภาคม 2551
Last Update : 15 พฤษภาคม 2551 16:40:13 น.
Counter : 985 Pageviews.

1 comments
  
กลิ้งดิ
โดย: zulander วันที่: 15 พฤษภาคม 2551 เวลา:17:31:09 น.
ชื่อ : * blog นี้ comment ได้เฉพาะสมาชิก
Comment :
 *ส่วน comment ไม่สามารถใช้ javascript และ style sheet
 

Zol.BlogGang.com

ศล
Location :
กรุงเทพ  Thailand

[ดู Profile ทั้งหมด]
 ผู้ติดตามบล็อก : 85 คน [?]

บทความทั้งหมด