งานและพลังงานจลน์

 

งาน

งาน หมายถึง แรงที่กระทำต่อวัตถุแล้วทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแนวแรง ถ้าเราออกแรงกระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุไม่เคลื่อนที่ แสดงว่าไม่เกิดงาน

ปริมาณของงานขึ้นอยู่กับ

1.ขนาดของแรงที่ใช้

2.ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแนวแรง

3.ทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุตามแนวแรง

ตัวอย่างเช่น  การออกแรงยกกล่องให้สูงขึ้น ทิศทางการเคลื่อนที่ของกล่องมีทิศทางเดียวกับแนวแรง การกระทำเช่นนี้เป็นการทำให้เกิดงานทางวิทยาศาสตร์

หน่วยของงานในระบบเอสไอ (SI) คือ จูล (J)  หรือ นิวตัน-เมตร ( N-m ) โดยที่ 1 จูลของงานที่ทำเกิดจากการออกแรง 1 นิวตันกระทำต่อวัตถุให้วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ 1 เมตรตามทิศทางของแนวแรง 

 

จากรูปงานขนาด 1 จูลที่ทำได้เมื่อยกกล่องหนัก 1 นิวตันขึ้นไปในแนวดิ่งเป็นระยะทางสูง 1 เมตร ซึ่งเราอาจใช้หน่วยของงานที่ใหญ่กว่าจูล เช่น กิโลจูล (kJ)  เมกะจูล (MJ) เป็นต้น

เมื่อ         1 kJ     =    1,000 J

                1 MJ   =    1,000,000 J

การคำนวณหางาน

ถ้าเราทราบขนาดของแรงที่กระทำต่อวัตถุ และระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปได้หลังจากถูกแรงกระทำแล้ว เราสามารถคำนวณหาปริมาณของงานได้จาก

งาน = แรง * ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ตามทิศทางของแนวแรง

ถ้ากำหนดให้ F = แรงที่กระทำให้วัตถุเคลื่อนที่

S = ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ตามทิศทางของแนวแรง

W = งานที่ทำได้

นั่นคือ W = F * s

 

ตัวอย่าง  นายแดงยกกล่องที่มีน้ำหนัก 20 นิวตัน ขึ้นจากพื้นไปวางบนชั้นหนังสือที่สูงจากพื้น 1.3 เมตร จงหางานที่นายแดงทำได้

วิธีทำ  F = 20 นิวตัน, s = 1.3 เมตร

จากสูตร W = F * s

               W = 20 N * 1.3 m  = 26 J

ดังนั้น งานที่นายแดงทำได้ มีค่าเท่ากับ 26 จูล

                                                                พลังงานจลน์       

พลังงานจลน์ (kinetic energy) เป็นพลังงานของวัตถุขณะที่วัตถุเคลื่อนที่

ปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานจลน์ คือ

1.มวลของวัตถุ (มวลมาก พลังงานจลน์มาก)

2.ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ (ความเร็วสูง พลังงานจลน์มาก)

ถ้าเรากำหนดให้ Ek แทนพลังงานจลน์ สามารถเขียนความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ของวัตถุกับมวลและความเร็วของวัตถุ ได้ดังนี้

 

m = มวลของวัตถุ (กิโลกรัม)

v = ความเร็วของวัตถุ (เมตร/วินาที)

Ek = พลังงานจลน์ของวัตถุ (จูล)

 

ตัวอย่าง  รถยนต์คันหนึ่งมวล 1,500 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จงหาพลังงานจลน์ของรถยนต์

วิธีทำ จากสูตร

  

 

ตอบ พลังงานจลน์ของรถยนต์ เท่ากับ 300 กิโลจูล

 

ตัวอย่างพลังงานจลน์ในชีวิต

ในชีวิตประจำวันของเรามีความคุ้นเคยกับผลที่เกิดจากพลังงานจลน์เสมอ เช่น พลังงานจลน์จากการตกของลุกตุ้มเหล็กที่ติดตั้งอยู่กับปั้นจั่นจะช่วยในการ ตอกเสาเข็ม ซึ่งเป็นฐานรากของการก่อสร้างอาคารต่างๆ พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลตกจากที่สูงกระทบกังหันน้ำให้หมุน ช่วยในการผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง การหล่นของผลไม้จากต้น อธิบายได้ว่าผลไม้ที่หล่นจากที่สูงกว่าจะกระทบกับพื้นด้วยความเร็วมากกว่าผลไม้ที่หล่นจากที่ต่ำ

 

บันทึกนี้เขียนที่ GotoKnow โดย  ใน บันทึกการเรียนรู็

คำสำคัญ (Tags)#งานและพลังงานจลน์

หมายเลขบันทึก: 506853, เขียน: 26 Oct 2012 @ 13:42 (), แก้ไข: 13 Dec 2012 @ 18:48 (), สัญญาอนุญาต: ครีเอทีฟคอมมอนส์แบบ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน, ดอกไม้: 3, ความเห็น: 4, อ่าน: คลิก


ความเห็น (4)

เขียนเมื่อ 

ดีมากครับ

ฟ้า
IP: xxx.101.193.33
เขียนเมื่อ 

แล้วงานกับพลังงานจลน์มีความสัมพันธ์กันอย่างไรคะ

ธนกร สาเเก้ว
IP: xxx.143.133.85
เขียนเมื่อ 

สุดยอดครับ      ขอบคุณสำหรับความรู้


0622576377
IP: xxx
เขียนเมื่อ 

งง