การเคลื่อนที่แบบหมุน
ROTATIONAL MOTION
การเคลื่อนที่แบบหมุน ( Rotation Motion ) เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุรอบแกนตั้งฉากอันหนึ่งโดยแกนอาจอยู่กับที่หรือกำลังเคลื่อนที่ก็ได้ เช่น การหมุนของลูกข่าง , โยโย่ , มูมเมอแรง หรือ การหมุนล้อรถ
สาเหตุที่ทำให้วัตถุเกิดการหมุนก็คือ ทอร์ก( Torque) ส่วนวัตถุจะเปลี่ยนสภาพการหมุนได้ยากหรือง่ายขึ้นอยู่กับโมเมนต์ความเฉื่อย (Moment of Inertia)
โมเมนต์ความเฉื่อย ( I) คือปริมาณที่บอกสมบัติในการต้านการเปลี่ยนสภาพการหมุนของวัตถุ มีหน่วย( kg.m2 )
ทอร์ก(Torque) เป็นปริมาณที่บอกถึงความพยายามที่จะทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพการหมุน มีค่าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนโมเมนตัมเชิงมุม
โมเมนตัมเชิงมุม(Angular Momentum) เป็นปริมาณที่บอกสภาพการหมุนของวัตถุ มีค่าขึ้นอยู่กับผลคูณของโมเมนต์ความเฉื่อย กับ ความเร็วเชิงมุมเป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วย kg.m2/s หรือ J-s นั่นเอง
L = Iw
กฎอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม(Angular Momentum) เมื่อทอร์กที่กระทำต่อวัตถุมีค่าเป็นศูนย์ วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเชิงมุมคงตัว
พลังงานจลน์การหมุน เป็นพลังงานของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่แบบหมุน
พลังงานจลน์กลิ้ง ตามปกติวัตถุที่มีการเคลื่อนที่แบบหมุนอาจมีการเลื่อนตำแหน่งพร้อมกันด้วย เช่น ล้อรถที่กำลังแล่น ดังนั้นพลังงานของวัตถุจึงมีทั้งพลังงานจลน์การหมุน และพลังงานจลน์การเลื่อนที่
1. วัตฤแข็งเกร็งหมายถึงระบบอนุภาคที่ประกอบเป็นวัตฤโคยทีอนุ ภาคทั้งหลายจะยังคงมี ตำเเหนงสัมพัทธ์ระหว่างกันทั้งที่ไม่เปลี่ยนแปลงถึงแม้จะมึแรงหรือทอร์กมากระทบทำต่อวัตถุ นั้น การเคลื่อนที่ของวัตฤแข็งเกร็งอาจกล่าวได้ว่าเป็น 2 แบบ คือการเคลื่อนที่แบบเลื่อน ตำแหน่ง(Translatlon) และการเคลื่อนที่ที่แบบหมุน(Rotatlon)
2. การเคลื่อนทื่แบบหมุนของวัตถุโดยทั่วไป แกนหมุนวางตัวในลักษณะต่าง ๆ และอาจเปลี่ยน แนวการวางตัวได้ เมื่อพิจารณาในช่วงเวลาสั้น ๆ ถือว่าแกนหมุนวางตัวตั้งฉากกับระนาบของ การเคลื่อนที่ของมวลย่อย ๆ ในแนววงกลม มุมที่กว้างไปและถือว่าเป็นปริมาณเวกเตอร์ เรียก ว่า การกระจัดชิงมุม( Ae) และหาทิศทางของการกระจัดเชิงมุมโดยใช้มือขวากำรอบแกน หเน นิ้วทั้งสชี้ไปทางเตียวกับทิศการหวาน นิ้วหัวแม่มือทาบไปตามเเกนหมุน ทิศของการ กระจัดgชิงมุมจะชี้ไปตามการชี้ของนิ้วหัวแม่มีจ
3. ความเร็วเชิงมุม เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีทิศเดึยวกับทิศของการกระจัดเชิงมุม โตยเขียนไนเชิงสมการได้ดังนี้
4. ความเร่งเชิงมุม(ผ) หมายถึง ความเร็วเชิงฦมที่เปลี่ยนไปในหนึ่งหน่วยเวลา และ จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์
5. ตารางการเปรียบเทียบการเคลอ่นทื่แบบหมุนของวัตถุรอบแกนหมุนที่อยู่กับที่ ด้วย ความเร่งเชิงมุมคงตัว กับการเคลื้อนทึ่แบบเลอนที่ในแนวตรงด้วยความเร่งคงตัว
ไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่น่าพิศวงงงงวยเป็นอย่างยิ่ง เพราะการหมุนของมันค่อนข้างแปลก และคล้ายกับว่า มันท้าท้ายกับแรงโน้มถ่วงได้ คุณสมบัติอันพิเศษนี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ตั้งแต่รถจักรยาน จนถึงยานขนส่งอวกาศ เครื่องบินโดยสารทุกประเภทมีไจโรสโคป ไว้สำหรับทำเป็นเข็มทิศ และระบบนำร่องอัตโนมัติ สถานีอวกาศ Mir ของรัสเซีย ใช้ไจโรสโคปจำนวน 11 อัน เพื่อบังคับให้แผงโซลาร์เซลล์หันไปในทิศทางเดียวกับดวงอาทิตย์ตลอดเวลา การหมุนแบบไจโร จะเกิดกับมวลทุกชนิดในโลกที่มีการหมุน ฟิสิกส์ราชมงคลจะไขปริศนานี้ให้ โดยจะโยงให้คุณได้ทราบเหตุและผลที่เกิดจากการหมุนแบบนี้ ซึ่งจะทำให้คุณยิ่งมหัศจรรย์เพิ่มขึ้นไปอีก เพราะการประยุกต์ของไจโรมีมากมายนับไม่ถ้วน ทั้งๆที่ความรู้พื้นฐานนั้น ง่ายแสนจะง่าย
ตัวอย่างการเคลื่อนที่แบบหมุน : http://www.youtube.com/watch?v=bIYZQVUV9y4
จัดทำโดย : นายจักรพงศ์ เมนะจินดา เลขที่ 17 ม.4/4
