งานและกำลัง ฟิสิกส์ ม.4

ขอเสริมจากสรุปในภาพให้ครบแบบใช้ทำโจทย์ได้จริงนะ (งาน–กำลัง ม.4) เพราะหลายคนจำสูตรได้ แต่พอเจอโจทย์ “ทิศทาง” กับ “มุม” แล้วงงว่าเมื่อไหร่งานเป็นบวก/ลบ/ศูนย์ 1) งาน (Work) คืออะไร + ใช้สูตรไหน งานคือ “พลังงานที่แรงถ่ายโอนให้วัตถุ” ตอนที่วัตถุเกิดการกระจัด (มีการเคลื่อนที่) สูตรที่เจอบ่อยคือ - W = Fs ใช้ได้เมื่อแรงขนานกับการกระจัด (ดัน/ลากไปทิศเดียวกันแบบตรงๆ) - W = Fs cosθ ใช้เมื่อแรงทำมุมกับการกระจัด (θ คือมุมระหว่างแรง F กับการกระจัด s) หน่วยของงานคือ จูล (J) โดย 1 J = 1 N·m 2) งานบวก งานลบ งานเป็นศูนย์ (ดูจาก cosθ ง่ายสุด) - งานเป็นบวก: แรงมีส่วนช่วยให้เคลื่อนที่ไปทิศเดียวกับการกระจัด (0° ≤ θ < 90°) เช่น ออกแรงดันกล่องแล้วกล่องเคลื่อนไปข้างหน้า - งานเป็นศูนย์: แรงตั้งฉากกับการกระจัด (θ = 90° → cos90° = 0) เช่น แบกของเดินแนวราบ แรงยกขึ้นตั้งฉากกับการเดิน (ถ้าเดินระดับเดิม) - งานเป็นลบ: แรงต้านการเคลื่อนที่ (90° < θ ≤ 180°) เช่น แรงเสียดทานต้านการไถล หรือเราออกแรงดึงย้อนทิศการเคลื่อนที่ ทริค: ถ้าโจทย์บอก “เคลื่อนที่เท่าเดิมแต่แรงต้าน” ให้คิดงานติดลบทันที 3) คำถามยอดฮิต: w/f คืออะไร? w/f = (Fs cosθ)/F = s cosθ แปลว่า “องค์ประกอบของการกระจัดในทิศของแรง” (ระยะทางตามแนวแรง) ถ้าแรงขนานกับการเคลื่อนที่ → θ=0 → w/f = s 4) กำลัง (Power) คืออะไร + สูตรสำคัญ กำลังคือ “อัตราการทำงาน” หรือทำงานได้เร็วแค่ไหน - P = W/t (ทำงาน W ในเวลา t) อีกสูตรที่ชอบออกคือ - P = Fv (กรณีแรงขนานกับความเร็ว) และถ้าทำมุมให้ใช้แนวคิด P = Fv cosθ หน่วยคือ วัตต์ (W) = J/s 5) เช็กกราฟเร็วๆ (เผื่อเจอในข้อสอบ) - กราฟ W–t: ความชัน = กำลัง P - กราฟ P–t: พื้นที่ใต้กราฟ = งาน W 6) ข้อควรระวังเวลาทำโจทย์ - s คือ “การกระจัด” ไม่ใช่ระยะทางทั้งหมดเสมอไป (ถ้าโจทย์พูดถึงทิศ/มุม ให้ระวัง) - ต้องใช้หน่วย SI: N, m, s แล้วคำตอบจะออก J และ W สวยๆ - ถ้าโจทย์ให้แรงหลายแรง: หางานรวมได้จาก Wรวม = (แรงลัพธ์ในทิศการเคลื่อนที่) × s หรือรวมงานแต่ละแรงก็ได้ ถ้าทำโจทย์แล้วติดตรงไหน (โดยเฉพาะกรณีแรงทำมุมกับระยะทาง W = Fs cosθ) ลองพิมพ์โจทย์/ตัวเลขมาได้ เดี๋ยวช่วยไล่ให้ทีละขั้นครับ