กลศาสตร์เพิ่มเติม Ppttuiye1. The document describes equations of motion involving acceleration, velocity, and force for various systems. It provides equations relating acceleration, velocity, position, mass, and applied forces over time.
2. Examples of equations of motion presented include those for constant acceleration in one dimension, motion under a central force, damped harmonic motion, and projectile motion under gravity.
3. Key concepts discussed are Newton's laws of motion, relationships between acceleration, velocity, position, and time through integration, and how applied forces relate to acceleration through F=ma.
2. (chapter outline)
(force)
ก F ก
( Newton s first Law and Inertial Frames)
(Mass)
ก F (Newton s second law)
F F ก (The gravitational force and weight)
ก F (Newton s third law)
ก ก Fก (Some applications of Newton s laws)
(Forces of Friction)
3. F F
F ก F ก ก
ก F
ก ก F F ก ก
ก ( F )
กก F ก F ก กF
F F (net force) ก F F F
ก F F ก
ก F ก F
4. F
F ก F F F
- F ก F F F
(Equilibrium) ก F F F
- F
- F
• a, b, c ก ก F ก
F F ก ก F
(contact forces)
5. F
• d, e, f ก ก F ก ก ก
ก F (field forces)
•
- F F (Gravitational force) F
- F ก (Electromagnetic force) F
- F(Nuclear force)
- F F (Weak force) ก กก ก
ก
6. ก กก
F F ก ก ก ก ก กก
กF ก
F F ก F ก 1cm,
2cm, 3cm
7. ก F
F F ก ก ก F ก
F F ก กF กF ก
F (inertial frame of reference)
F F ก ก ก กก F
F ก F F F ก
F F F
8. ก F
• ก F F Fก ก F
ก F FF ก
v
ก F
ก F
F F ก F F ก ก ก F
F ก ก ก ก ก F
F?
ก F ก ก กF F F
ก Fก F F Fก F ก
F ก F F F ก F F ก F F
ก(g) FF ก ก F
ac = (2π/T)2 RE = (4π2 x6.4x106) / (24x60x60)2 = 0.034 m/s2
∴ ac / g ≈ 3.4 x 10-3
9. (Mass)
กF . .1600 ก F F
Fก F F กF F
resist changes in its motion
กก F F F กF F กF ก
ก Fก F
F F 3 kg ก ก F F 4 m/s2 F
ก F ก 6 kg F F 2m/s2
inherent F ก F F ก
กก F
10. ก F
ก F ก F F ก
ก F ก F F ก F
F F F ก ก
F F F ก Fก ก F F F
F a F F ก 2F F ก
2 F F F ก F ก
ก F
ก F F F F ก Fก ก 2 F
F F F a/2
F ก ก
ก FF F ก F F
11. ก F
กก F F ก
F ก F ก ก
ก F F ก F
ΣF = m a
ก กxyz ก F F F
ΣFx = m ax ΣFy = m ay ΣFz = m az
F SI kg.m/s2
12. ก F
Ex ก กก 0.3kg ก กก F F กก ก
กก F ก F F1= 5N, F2= 8N
F กก
Solution F ก x
ΣFx =ΣF1x + ΣF2x =F1cos(-20)+F2cos(60)=(5N)(0.94)+(8)(0.5)=8.7N
F ก y
ΣFy =ΣF1y + ΣF2y =F1sin(-20)+F2sin(60)=(5N)(-0.342)+(8)(0.866)
=5.2N
ax= ΣFx /m = 8.7/0.3=29m/s2 ; ay = ΣFy /m=5.2/0.3=17m/s2
F F ก a= [(29)2+(17)2] m/s2 =34m/s2
θ = tan -1(17/29)= 300
13. F F ก
ก F ก F กF F F (Gravitational force Fg )
F F Fก ก กF กF ก
(Weight)
กก ก F F F g กก F
m F a=g ; ΣF = Fg FF
Fg = mg
ก F F F (Fg) F F ก mg
( ก ก ก กF ก Fก
F g) F F ก 70 kg ก(g=9.8m/s2) F ก 686 N F
(g=9.77m/s2) ก ก 684 N
ก F FF F ก
3000 F
14. ก F
F ก Fก F12
ก ก Fก F21 ก
ก F F
ก F F ก F Fก
16. ก F
F F F F F Fก - ก F
1) F F กก F (FEm)ก ก ก ก(FmE)
2) F ก F F (Fmt)ก Fก F F (Ftm) กF
ก(normal force) กF ก ก
FF ก F F กF ก free
body diagram F ก F
F
17. Example
FMm = mg =4.9N
m = 0.5kg
100m FmM = 4.9N= ME a
a = 4.9/6x1024
ก
a =8.2x10-25 m/s2
ME = 6x1024kg
ก = 1/2at2 =1/2x8.2x10-25x(200/9.8)
= 8.3x10-24 m
18. ก ก Fก
ก Fก ก ก F
F F F F ก
ก F ก
F ก F
F ก ก FF
ก F F ก Fก F F
กF ก F ก
ก ก ก ก ก ก T
T กF (tension) F ก( ก F)
19. F
F F F F
∑F y = 0 → T − Fg = 0
T = Fg
T Fg F F Fก ก ก
ก ก F ก x
free body diagram ก F
20. F F
ก ก x
ก ก y
F F ก ก F F t F ก
ก ก (n) F F Fก F F กก F
(Fg) F F
21. F F
F F ก ก
ก ( F F ) ΣFy=0
F n-Fg-F=0 n=Fg+F
ก F กก F F F
F ก ก F ก
ก T1, T2 T3
26. F F
F ก F ก Fก F
F F F F F a F ก
F F
ก F F F a
ก F F
T F F ก F กก F
ก F F ก 40N
F F F 2m/s2 FT=48N
FF F F - 2m/s2 F
T=31.8N
27. F F
FF F F – g m/s2 FT= 0 F
ก
F ก F F F ก F F ก F ก
F F F ก F F F ก Fก ก
F
28. F F
F Atwood Machine
F ก
F ก m1 m2 ก ก F ก F ก
F F θ F
ก
29. ก ก F ก
ก F F ก ก ก ก ก
F กก F F F (forces of friction)
F
ก FF
ก ก F
F F F F
ก F กก กF ก
F (force of static
friction)fs fs=F F ก ก
ก ก F
F ก F ก F
F
30. • ก ก F F ก ก
ก
• F F F ก
F ก fs,max=F
F F ก F fs,max ก F
F
(force of kinetic friction,fk) F
F-fk F F F ก x( ก F
) F F=fk F F F F
F ก ก F ( –x) F
F -x F ก
• ก ก F fs,mas fk ก
ก ก(normal force)
31. • F ก fs≤µsN
µs ก F F
(coefficient of
static friction)
• ก fs=fs,max=µsn ก F ก
(impending motion) F F ก
F fk=µkn µk F F
F(coefficient of kinetic friction) FF F F
F ก F F F กF F
• F F F F
Fก F F F
F F กF F F
32. • ก F ก
F ก ก
ก
•F F ก
F
ก
ก F Fก ก ก
ก F F ก
กก F ก กF
Fก F F
ก
33. Ex ก F F
F ก F θc
F F
F F กก F F
F mg ก ก (2) (1)
θ θ= θc
fs=fs,max=µsn
F F θc=200 ;µs=0.364 ก กก ก F µk
34. Ex F 20m/s F
F115mกF F
F F ก
กก F F
F n ก ก (2) (1)
ก F F
35. Ex m1 F ก ก ก m2 F ก
F ก F ก Fก ก θ F
F F ก
F F
กก F F
ก กก F F
F fk T ก ก (4) (3) (1)
36. Ex 2กF ก ก F ก F ก 68 N, m1=12kg,
m2=18kg, µk=0.1 กT F
m2 กก F F
m2 กก F F
43. ก F ก F F
gE ME RMar
2
=
2
R
g Mar M Mar E
5.98 x10 24 (3.37 x10 )
6 2
gE
=
6.42 x10
23
= 2.61
6 2
g Mar (6.37 x10 )