วันเสาร์ที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2554

physics in our life


การยกตู้ขึ้นบันได  คนข้างหน้าและ
คนข้างหลังออกแรงยกเท่ากันหรือไม่

ศูนย์ถ่วง  (Center of gravity)    
            คนสองคนยกตู้ที่มีน้ำหนักกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอเดินไปตามแนวระนาบดังรูปด้านล่าง  ขณะนั้นศูนย์ถ่วงของตู้อยู่ตรงกลางพอดี  ดังนั้นเส้นแนวดิ่งของน้ำหนักตู้  จะอยู่ห่างจากเส้นแนวดิ่งของแรงของคนทั้งสอง  คือ  และ  Q  เท่ากัน  นั่นคือ    a  =  b  เมื่อคำนวณหาโมเมนต์ของแรงโดยถือเอาศูนย์ถ่วงเป็นจุดหมุน  จะได้ว่า

´  a  =  Q  ´  b
\            a  =  b
\            P  =  Q
 

เมื่อทั้งสองคนยกตู้ขึ้นบันได  แม้ว่าตำแหน่งของศูนย์ถ่วงยังอยู่ที่ใจกลางของตู้  แต่เนื่องจากตู้เอียงทำให้ระยะห่างระหว่างเส้นแรงของน้ำหนักกับแรง  และ  Q  คือระยะ  a’  และ  b’  ไม่เท่ากัน  เมื่อคำนวณโมเมนต์ของแรงโดยถือเอาศูนย์ถ่วงเป็นจุดหมุนจะได้ว่า
P’  ´  a’  =  Q’  ´  b’
a’>b’
Q’>P’

ดังนั้น  คนที่อยู่ข้างหลัง  ( ด้านล่าง จึงต้องออกแรงมากกว่า  แต่ในกรณีที่จุดที่ออกแรงยกของคนทั้งสองอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างของเส้นทแยงมุม  ( หรือจุดที่อยู่ห่างจากศูนย์ถ่วงเท่ากันและเป็นจุดที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกันกับศูนย์ถ่วง แม้ว่าตู้จะเอียงอย่างไร  คนทั้งสองก็ออกแรงเท่ากัน