mPEC Forum

ถามโจทย์ปัญหา => ถามโจทย์ปัญหากลศาสตร์ของไหล => Topic started by: pl290938 on March 07, 2011, 02:17:38 PM



Title: โจทย์เรื่องแรงลอยตัว(อีกแล้ว)
Post by: pl290938 on March 07, 2011, 02:17:38 PM
แท่งโลหะมว2 kg มีถพ.=2.5 นำไปแขวนไว้กับตาชั่งสปริงและจุ่มลงในบีกเกอร์ซึ่งมีมวล 1 kg บรรจุน้ำไว้ 2kg ซึ่งวางอยู่บนตาชั่งดังรูป จงหาว่าตาชั่งตัวล่างอ่านค่าได้เท่าไร

จากหนังสือเล่มหนึ่งนะครับ เฉลยว่า N=W1+W2+Fb=W1+W2+DเหลวVจมg
                                                      =1(10)+2(10)+10(10)[2/(2.5x103)
                                                      =38 N
  อยากทราบว่าตรงสมการสีแดงมาจากไหนครับ ในความคิดของผมเมื่อพิจารณาที่วัตถุจะถูกแรงลอยตัวกระทำ ซึ่งน้ำกระทำต่อวัตถุ เมื่อคิดระบบภาชนะ มีน้ำกับบีกเกอร์ แรงที่กระทำต่อน้ำก็คือแรงปฏิกิริยาที่วัตถุกระทำต่อน้ำซึ่งมีขนาดเท่ากับแรงลอยตัว ดังนั้น            N=W1+W2+Fb

โปรดชี้แนะด้วยครับ >:A :'(


Title: Re: โจทย์เรื่องแรงลอยตัว(อีกแล้ว)
Post by: ปิยพงษ์ - Head Admin on March 07, 2011, 04:14:16 PM
...
จากหนังสือเล่มหนึ่งนะครับ เฉลยว่า N=W1+W2+Fb=W1+W2+DเหลวVจมg
                                                      =1(10)+2(10)+10(10)[2/(2.5x103)]  
                                                      =38 N
  อยากทราบว่าตรงสมการสีแดงมาจากไหนครับ ในความคิดของผมเมื่อพิจารณาที่วัตถุจะถูกแรงลอยตัวกระทำ ซึ่งน้ำกระทำต่อวัตถุ เมื่อคิดระบบภาชนะ มีน้ำกับบีกเกอร์ แรงที่กระทำต่อน้ำก็คือแรงปฏิกิริยาที่วัตถุกระทำต่อน้ำซึ่งมีขนาดเท่ากับแรงลอยตัว ดังนั้น            N=W1+W2+Fb

โปรดชี้แนะด้วยครับ >:A :'(

เมื่อพิจารณาระบบซึ่งประกอบด้วยบีกเกอร์ น้ำ และวัตถุ แรงภายนอกที่ทำต่อวัตถุประกอบด้วย แรง N ที่ตาชั่งดันขึ้น แรงตึงเชือก T ที่ดึงขึ้นข้างบน และ น้ำหนักของภาชนะรวมทุกอย่างที่อยู่ภายใน W  จะได้ว่า

N = Wบีกเกอร์ + Wน้ำ + Wวัตถุ - T

แต่เมื่อพิจารณาวัตถุ จะเห็นว่ามีแรงตึงเชือก T, น้ำหนักวัตถุ Wวัตถุ, และแรงลอยตัว Fb ทำต่อวัตถุ ดังนั้น

T = Wวัตถุ - Fb

เมื่อแทนค่า T ลงในสมการแรกก็จะได้คำตอบ


Title: Re: โจทย์เรื่องแรงลอยตัว(อีกแล้ว)
Post by: pl290938 on March 07, 2011, 06:53:06 PM
แต่ว่า1.แรง T มันกระทำต่อวัตถุอย่างเดียวไม่ใช่เหรอครับ ทำไมเมื่อดูทั้งระบบถึงต้องคิดแรง Tด้วยหล่ะครับ
2.ขอนิยามของแรงภายนอกหน่อยครับ /แล้วทำไมแรงลอยตัวกับ W ถึงไม่เป็นแรงภายนอกที่กระต่อวัตถุ ด้วย? :idiot2:



Title: Re: โจทย์เรื่องแรงลอยตัว(อีกแล้ว)
Post by: ปิยพงษ์ - Head Admin on March 07, 2011, 10:28:19 PM
แต่ว่า1.แรง T มันกระทำต่อวัตถุอย่างเดียวไม่ใช่เหรอครับ ทำไมเมื่อดูทั้งระบบถึงต้องคิดแรง Tด้วยหล่ะครับ
2.ขอนิยามของแรงภายนอกหน่อยครับ /แล้วทำไมแรงลอยตัวกับ W ถึงไม่เป็นแรงภายนอกที่กระต่อวัตถุ ด้วย? :idiot2:



ให้วาดเส้นล้อมรอบระบบที่พิจารณา ในที่นี้ระบบทั้งหมดที่คิดตอนแรกประกอบด้วย บีกเกอร์ น้ำในบีกเกอร์ วัตถุในบีกเกอร์

แรงอะไรที่ทำกันเองระหว่างวัตถุในระบบคือแรงภายใน

แรงจากวัตถุอื่นที่ไม่ใช่วัตถุในระบบคือแรงภายนอก  ดังนั้นสำหรับกรณีนี้แรงที่น้ำในบีกเกอร์ทำต่อวัตถุในบีกเกอร์จึงเป็นแรงภายใน


ถ้าเราพิจารณาใหม่ให้ระบบเป็นวัตถุที่อยู่ในบีกเกอร์ อะไรก็ตามที่ทำต่อวัตถุเป็นแรงภายนอกหมด เพราะว่าระบบประกอบด้วยวัตถุก้อนเดียว  ;D


Title: Re: โจทย์เรื่องแรงลอยตัว(อีกแล้ว)
Post by: pl290938 on March 07, 2011, 11:10:33 PM
เข้าใจละครับ ขอบคุณมากครับ ;)
อาจารย์สอนที่ มหิดลวิทย์ด้วยหรือเปล่าครับ?


Title: Re: โจทย์เรื่องแรงลอยตัว(อีกแล้ว)
Post by: ปิยพงษ์ - Head Admin on March 07, 2011, 11:24:09 PM
เข้าใจละครับ ขอบคุณมากครับ ;)
อาจารย์สอนที่ มหิดลวิทย์ด้วยหรือเปล่าครับ?

มหิดลวิทย์นี่มหิดลวิทยานุสรณ์หรือ ไม่ได้สอนที่นั่น
แต่สอนที่มหาวิทยาลัยมหิดล คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์  ;D