วันพฤหัสบดีที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2553

     
     โมเมนตัม หมายถึง ความสามารถในการเคลื่อนที่ของวัตถุ ซึ่งมีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างมวลและความเร็วของวัตถุ มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ แต่ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ เมื่อนำปริมาณทั้งสองเข้าคูณด้วยกัน ถือว่าปริมาณใหม่เป็นปริมาณเวกเตอร์เสมอ ฉะนั้นโมเมนตัมจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ คือมีทั้งขนาดและทิศทาง

 เมื่อ แทน โมเมนตัมของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม เมตร/วินาที
         m  แทน  มวลของวัตถุ
           แทน  ความเร็วของวัตถุ
    

     จะได้สมการ   =    

       ค่าโมเมนตัมขึ้นกับค่ามวลคูณความเร็ว  ถ้าพิจารณาปรากฏการณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น รถยนต์แล่นชนคน  กระสุนปืน กระทบเป้า  หรือรถบดถนนแล่นช้าชนสุนัข  ซึ่งผลจะรุนแรงมากน้อยเพียงใดขึ้นกับค่าโมเมนตัม
      การดล คือปริมาณที่เกิดจากการที่มีแรงกระทำต่อวัตถุในช่วงเวลาหนึ่งแล้วทำให้วัตถุนั้นเกิดการเคลื่อนที่ หรือมีความเร็วเกิดขึ้น หรือไม่เกิดขึ้นก็ได้  อาจกำหนดนิยามของการดล ดังนี้
       "การดล  หมายถึงผลคูณของแรงกระทำกับช่วงเวลาที่แรงนั้นกระทำ และมีผลทำให้วัตถุมีโมเมนตัมเปลี่ยนไป"
     การดลเป็นปริมาณเวกเตอร์ การดลของแรง  ต้องมีทิศเดียวกับแรง เสมอ
สามารถเขียนสมการการดลของแรงลัพธ์ได้ดังนี้

                                                                 การดล = แรงลัพธ์ x ช่วงเวลา
                                                                         =  Σ  .

Σ    =   



การชนในแนวตรง และการดีดตัวแยกออกจากกัน
การชน       การชนเป็นกระบวนการที่วัตถุกระทบกันในช่วงเวลาที่สั้นมากจนเกินที่สายตาจะสังเกตลักษณะต่าง ๆ ขณะชนได้  ขณะชนจะเกิดแรงดลที่วัตถุแต่ละก้อนโดยขนาดของแรงเท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม
       การชนของวัตถุสองสิ่งในวิชาฟิสิกส์ มีสองประเภท  คือการชนแบบวัตถุสัมผัสกัน เช่น รถชนกัน และการชนแบบไม่สัมผัสกัน เช่น การชนของแม่เหล็กขั้วเหมือนกัน และการชนของประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน
       ถ้าพิจารณาที่ทิศทางของการชน จะแบ่งการชนได้สามแบบ
           1. การชนใน 1 มิติ หรือการชนในแนวตรง  หมายถึงการชนกันของวัตถุซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกัน แนวการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสองก่อนชนและหลังชนอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน  แนวของการชนจะผ่านจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุ
           2.  การชนใน 2 มิติ หรือการชนในแนวเฉียง  หมายถึงการชนของวัตถุซึ่งอยู่บนระนาบเดียวกัน แต่แนวของการชนไม่ผ่านจุดศูนย์กลางมวล  แนวการเคลื่อนที่ของวัตถุก่อนชนและหลังชนไม่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน
           3.  การชนใน 3 มิติ  หมายถึงการชนกันของวัถุตุซึ่งแนวการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสองทั้งก่อนชนและหลังชนไม่จำเป็นต้องอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน และไม่จำเป็นต้องอยู่ในระนาบเดียวกัน
       ถ้าพิจารณาถึงพลังงานจลน์ก่อนชนและหลังชนของวัตถุ  จะแบ่งการชนได้สองแบบ
           1.  การชนแบบยืดหยุ่น  หมายถึงเมื่อเกิดการชนกันแล้ว พลังงานจลน์จะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานเสียงน้อยมาก  ในทางอุดมคติ ถ้าพลังงานจลน์ไม่มีการสูญเสียเลย  เราเรียกว่าการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์  การชนแบบนี้ทั้งโมเมนตัมและพลังงานจลน์ของระบบคงตัว
           2.  การชนแบบไม่ยืดหยุ่น  หมายถึงเมื่อเกิดการชนกันแล้วพลังงานจลน์จะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่น เช่นพลังงานความร้อนหรือพลังงานเสียง หรือถ้าวัตถุชนกันแล้วติดกันไปเป็นก้อนเดียวกัน เราเรียกว่าการชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์  การชนแบบนี้โมเมนตัมของระบบคงตัว แต่พลังงานจลน์ของระบบไม่คงตัว

การดีดตัวแยกจากกันหรือการระเบิดแตกตัวออกจากกัน       ถ้าพิจารณาการระเบิดแตกตัวออกจากกันของวัตถุ  วัตถุอยู่นิ่งไม่มีความเร็ว ขณะนั้นพลังงานจลน์รวมของวัตถุเป็นศูนย์  เมื่อมีการระเบิดวัตถุแต่ละส่วนจะแตกตัวมีความเร็ว จึงมีค่าพลังงานจลน์รวมเพิ่มขึ้น   แต่ผลรวมโมเมนตัมของวัตถุทุกก้อนจะมีค่าคงตัว เช่น เดิมวัตถุอยู่นิ่งโมเมนตัมเป็นศูนย์  เมื่อแตกตัวแล้วแต่ละก้อนจะมีโมเมนตัม และเมื่อรวมกันแบบเวกเตอร์แล้วจะได้ค่าโมเมนตัมรวมเป็นศูนย์เท่าเดิม



โมเมนตัมในชีวิตประจำวัน
     อัตราการเปลืองของพลังงานในรถยนต์มีผลต่อค่าน้ำมัน อย่างเช่น ถ้าขับรถเร็ว 90 km/h ประหยัดกว่าขับด้วยความเร็ว 120 km/h อย่างนี้ ก็เป็นตัวอย่างปัจจุบันที่ สามารถนำมาคำนวณให้เห็นได้ว่า ประหยัดกว่าอย่างไร แต่ในชีวิตจริงแทบจะไม่มีใครมาคำนวณ
หรือเรื่องพลังงานหาร 2 ที่เป็นสป็อดโฆษณาต่าง ๆ นั้น สามารถโยงเข้ามากับบทเรียนฟิสิกส์ได้ไม่ยาก




 การช้นของ "รถบัม" เเล้ว เด้งออก เป็นการชนแบบยืดยุ่น
           




เมื่อชนแล้ววัตถุจะแยกออกจากกัน โมเมนตัมก่อนชน = หลังชน, พลังงานจลน์ของวัตถุก่อนและหลังชนมีค่าเท่ากัน


                 http://www.youtube.com/watch?v=DZvwHk9GOn8&feature=related     

      

     แต่ถ้ามวลทั้งสองเท่ากัน โดยมวลก้อนแรกเคลื่อนที่ ส่วนมวลก้อนที่สองหยุดนิ่ง ภายหลังการชน จะได้ว่า มวลก้อนแรกหยุดนิ่ง มวลก้อนที่สองจะกระเด็นไปด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วเท่ากับความเร็ววัตถุก้อนแรก ดังรูป



แรงดล
         แรงดล คือแรงที่กระทำกับวัตถุในช่วงเวลาสั้น ๆ อาจทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ หรือไม่เคลื่อนที่ก็ได้