mPEC Forum

ถามโจทย์ปัญหา => ถามโจทย์ปัญหากลศาสตร์ => Topic started by: O-Ji-San on January 18, 2011, 06:49:27 PM



Title: การเคลื่อนที่ของลูกโป่งตอนรถเบรค
Post by: O-Ji-San on January 18, 2011, 06:49:27 PM
เมื่อวานเพื่อนเราไปแข่งตอบปัญหาที่มหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งมา

ข้อสอบถามว่า เด็กคนหนึ่งนำลูกโป่งบรรจุแก๊สฮีเลียมขึ้นไปไว้บนรถ เมื่อรถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าจากนั้นเบรคกระทันหัน ลักษณะการเคลื่อนที่ของเด็กคนนั้นและลูกโป่งจะเป็นอย่างไร

เพื่อนเราตอบไปว่าเด็กจะเอนไปด้านหน้าแต่ลูกโป่งจะเลื่อนไปด้านหลัง เพราะอันนี้เคยเป็นข้อสอบ O-NET มาก่อน เพื่อนเราจำได้เลยตอบแบบนี้
แต่เขาเฉลยว่า ทั้งคู่จะเลื่อนไปด้านหน้าตามกฏของนิวตัน เลยมีการเถียงกันอยู่พักใหญ่ และเขาก็ให้คำตอบของเพื่อนเราผิด

เพื่อนๆ มีความคิดเห็นอย่างไร อันไหนถูกกันแน่ ช่วยอธิบายให้เราฟังหน่อย


Title: Re: การเคลื่อนที่ของลูกโป่งตอนรถเบรค
Post by: Chukiat Tantiwong on January 18, 2011, 07:17:11 PM
เหมือน อ.กิตติวิทย์ เคยสอนในค่ายมั้ง เค้าเคยบอกว่าเกี่ยวกับเรื่องอากาศพลศาสตร์ปะครับ เขาว่าลูกโป่งจะลอยไปด้านหลังเพราะแก๊สที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะมีความเฉื่อยมากกว่า มันจะรักษาสภาพการเคลื่อนที่ได้ดีกว่า จึงไปกองกันที่ด้านหน้ารถ แล้วแก๊สเบาๆก็ไปกองด้านหลัง  :idiot2:


Title: Re: การเคลื่อนที่ของลูกโป่งตอนรถเบรค
Post by: Tangg on January 18, 2011, 07:43:37 PM
มันควรจะเคลื่อนที่ไปด้านหลังรึเปล่าครับ???

เพราะขณะรถเบรคกระทันหัน ความดันแต่ละจุดในรถไม่เท่ากัน และความดันข้างหน้า จะมากกว่าด้านหลัง

แต่ลูกโป่งเบากว่าอากาศ ทำให้แรงลอยตัว มีผลต่อลูกโป่งมากกว่าแรงเทียม (m น้อยกว่า \rho_{air}V)

หรือถ้าจะขยายความในบรรทัดข้างบนก็ ขณะที่รถเบรคกระทันหัน ค่าแรงโน้มถ่วง \vec{g} จะเปลี่ยนเป็น \vec{g}_{eff}=\vec{g}+\vec{a}

ลองตั้งกฎของนิวตันในแนวแกนเชือกและแนวแกนตั้งฉากเชือก จะเห็นว่า เชือกต้องเอนไปด้านหลังครับ ตามภาพ

หากผมเข้าใจอะไรผิด ก็รบกวนช่วยชี้แนะด้วยนะครับ ขอบพระคุณอย่างสูงครับ  :smitten: