ผลต่างระหว่างรุ่นของ "คาน (กลศาสตร์)"
บรรทัด 59: | บรรทัด 59: | ||
โมเมนต์ของคานคือระยะทางจากวัตถุถึงจุดหมุนคูณด้วยน้ำหนักของวัตถุ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตรหรือจูล(Nm,J) โดยโมเมนต์ของคานแบ่งเป็น 2 ประเภท |
โมเมนต์ของคานคือระยะทางจากวัตถุถึงจุดหมุนคูณด้วยน้ำหนักของวัตถุ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตรหรือจูล(Nm,J) โดยโมเมนต์ของคานแบ่งเป็น 2 ประเภท |
||
* โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา |
* โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา |
||
* |
* |
||
* |
* |
รุ่นแก้ไขเมื่อ 17:53, 23 กรกฎาคม 2561
บทความนี้ไม่มีการอ้างอิงจากแหล่งที่มาใด |
คาน ในทางฟิสิกส์ หมายถึง วัตถุแข็งเกร็งที่ใช้โดยมีจุดหมุน เพื่อทวีคูณแรงเชิงกล ที่กระทำต่อวัตถุอื่น และนับเป็นตัวอย่างหนึ่งของหลักโมเมนต์ หลักของคานนั้นยังใช้จากการใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน และสถิตยศาสตร์สมัยใหม่
การศึกษาสมัยแรกๆ
มีงานเขียนที่ยังคงหลงเหลือที่เก่าที่สุด ซึ่งกล่าวถึงเรื่องคานนั้น เป็นผลงานของอาร์คิมิดีสตั้งแต่ 3 ศตวรรษก่อนคริสตกาล โดยเขากล่าวว่า "ขอที่ให้ฉันยืนเถิด แล้วฉันจะเคลื่อนโลกให้" (Give me the place to stand, and I shall move the earth) นี่คือคำพูดของอาร์คิมิดีส ผู้ระบุไว้อย่างเป็นหลักการ ถึงหลักทางคณิตศาสตร์ที่ถูกต้องของคาน (อ้างจาก Pappus of Alexandria)
ในอียิปต์โบราณนั้น ผู้สร้างอาคารหรือพีระมิด จะใช้คานเพื่อย้ายและยกโอบีลิสก์ (obelisk) ซึ่งมีน้ำหนักกว่า 100 ตัน ได้
แรงและคาน
แรงที่กระทำจะเป็นสัดส่วนตามอัตราส่วนของความยาวของแขนคาน ซึ่งวัดระหว่างจุดหมุน และจุดที่มีแรงมากระทำ ที่ปลายแต่ละด้านของคาน
คาน 3 ระดับ
มีการจำแนกคานไว้ 3 ระดับด้วยกัน ตามตำแหน่งของจุดหมุน และแรงที่กระทำและแรงที่ได้
คานอันดับที่ 1
คานระดับที่ 1 เป็นคานที่มีจุดหมุนระหว่างแรงกดและแรงยก และกระทำโดยออกแรงกดหรือผลักไปบนส่วนหนึ่งของคานนั้น และทำให้คานหมุน และเอาชนะแรงต้านได้
ตัวอย่าง:
- ไม้กระดก
- หัวค้อน (สำหรับถอนตะปู)
- คีม (คานคู่)
- กรรไกร (คานคู่)
- พาย เมื่อใช้พาย คัดท้าย
- คันโยกสูบน้ำ
- ชะแลง
- เสียมขุดดิน
- คานงัด
คานอันดับที่2
คานระดับที่ 2 เป็นคานที่มีแรงต้านอยู่ระหว่างจุดหมุนและแรงกระทำ โดยจะต้องออกแรงยกตรงปลายเพื่อเอาชนะแรงต้าน ซึ่งคานประเภทนี้จะช่วยผ่อนแรง
ตัวอย่าง:
- ที่ตัดกระดาษ
- รถเข็นทราย
- เครื่องกระเทาะเม็ดมะม่วงหิมพานต์
- อุปกรณ์หนีบกล้วย
- ที่เปิดฝาน้ำอัดลม
- รถไถเดินตาม
คานอันดับที่3
คานระดับที่ 3 เป็นคานที่มีแรงกระทำอยู่ระหว่างจุดหมุนกับแรงต้าน โดยจะต้องออกแรงยกตรงกลางของคานเพื่อเอาชนะแรงต้าน ซึ่งคานประเภทนี้จะไม่ช่วยผ่อนแรง
- ตัวอย่าง
- ตะเกียบ2
- คีมคีบถ่าน
- คีมคีบน้ำแข็ง 2 อัน
- การกวาดพื้น
- ข้อต่อในร่างกายมนุษย์ 13 อัน
โมเมนต์ของคาน
โมเมนต์ของคานคือระยะทางจากวัตถุถึงจุดหมุนคูณด้วยน้ำหนักของวัตถุ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตรหรือจูล(Nm,J) โดยโมเมนต์ของคานแบ่งเป็น 2 ประเภท
- โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา
- โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา
คานสมดุล
คานจะอยู่ในสภาวะสมดุล ก็ต่อเมื่อ โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา = โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา
เช่น กำหนดให้คานในรูปสมดุลกัน โดยคานฝั่งด้านซ้ายของจุดหมุนมีการออกแรง 20 นิวตันที่ระยะห่างจากจุดหมุน 30 ซม. คานฝั่งด้านขวาของจุดหมุนมีการออกแรง 5 นิวตันที่ระยะห่างจากจุดหมุน 120 ซม. จะได้สมการ
(โดยการที่แทนค่าในสูตรต้องเป็นหน่วย SI เท่านั้น)