การเคลื่อนที่แบบหมุน ฟิสิกส์

การเคลื่อนที่แบบหมุน

                        

การเคลื่อนที่แบบหมุน

1. ปริมาณต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบหมุน

(1)อัตราเร็วเชิงมุม (angular speed)

อัตราเร็วเชิงมุม (ω) ในที่นี้หมายถึง ค่าอัตราเร็วเชิงมุมขณะใดขณะหนึ่งหรือค่าอัตราเร็วเชิงมุมเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ในช่วงเวลาสั้นๆ โดยหาได้จากสมการ

ฟังก์ชัน คณิตศาสตร์

                                                                       ฟังก์ชัน

      ฟังก์ชัน คือ ความสัมพันธ์ซึ่งในสองคู่อันดับใดๆของความสัมพันธ์นั้น ถ้ามีสมาชิกตัวหน้าเท่ากันแล้ว

การส่องกล้องจุลทรรศน์ ชีวะ

กล้องจุลทรรศน์

             การส่องกล้องจุลทรรศน์นะค่ะ วันนี้มีสอบพอดีเลยอยากมาแชร์ความรู้ให้นะค่ะ 

กล้องจุลทรรศน์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีความสำคัญต่อมวลมนุษยชาติเราเป็นอย่างมาก ด้วยเป็นเครื่องมือมหัศจรรย์ที่นำมนุษย์ไปสู่การค้นพบกับมิติของโลกอีกมุมหนึ่งที่เต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กนานาชนิด ไม่ว่าจะเป็นสาหร่าย โปรโตซัว แบคทีเรีย เห็ด รา แม้กระทั่งตัวการสำคัญที่ก่อให้เกิดโรคร้ายแรงแก่มนุษย์เรา ซึ่งมีขนาดไม่กี่ไมครอน เช่น ตัวอมีบา และไวรัสสายพันธุ์ต่างๆ ก็ยังสามารถมองเห็นกลไกลและลักษณะของตัวมันได้อย่างชัดเจน กล้องจุลทรรศน์จึงนับว่าเป็นสุดยอดของเครื่องประดิษฐ์ เพราะไม่เพียงแต่ช่วยให้เรามองเห็นสิ่งที่ตาคนเราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าแล้วยังช่วยในกระบวนการศึกษาโครงสร้างภายในของเนื้อเยื่อมนุษย์เพื่อนำไปประกอบการวินิจฉัยและการรักษาโรคต่างๆอีกมากมาย

สมบัติ coligative เคมี

                   
                                                       

                                                                  สมบัติ coligative

                         ที่สภาวะหนึ่ง ๆ ตัวทำละลายบริสุทธิ์ (pure solvent) จะมีความดันไอ จุดเดือด และจุดเยือกแข็งที่แน่นอน แต่เมื่อมีตัวถูกละลาย ที่ไม่สามารถระเหย ผสมอยู่เป็นเนื้อเดียวกัน (homogeneous solution) ในสารละลาย สิ่งที่เกิดขึ้น คือ จะทำให้สารละลายมีสมบัติบางประการเปลี่ยนแปลงไป เช่น จุดเดือด (boiling point) จุดเยือกแข็ง (freezing point) ความดันไอ (vapor pressure) และความดันออสโมติก (osmotic pressure)

สมการวงกลม คณิตศาสตร์

                                                            วงกลม

             วงกลมเกิดขึ้นจากการตัดกรวยกลมตรงด้วยระนาบที่ตั้งฉากกับแกนของกรวย

วงกลม คือ เซตของจุดทุกจุดบนระนาบ  ซึ่งอยู่ห่างจากจุดลงที่จุดหนึ่งเป็นระยะทางเท่ากัน

 เพิ่มเติม นะค่ะ 

การเคลื่อนที่บนวัตถุไม่เรียบ

2-11-1 การเคลื่อนที่ของวัตถุบนผิวไม่เรียบ (Motion on a Rough Surface)

เมื่อวัตถุมีการเคลื่อนที่ผ่านน้ำ อากาศ หรือบนพื้นผิว โดยธรรมชาติแล้ว ย่อมเกิดความต้านทานการเคลื่อนที่ต่อวัตถุดังกล่าวขึ้น เนื่องจาก อันตรกิริยาระหว่างผิววัตถุกับตัวกลางนั้นๆ ซึ่งในทางฟิสิกส์ มีปริมาณที่บ่งบอกถึงสภาพความต้านทานดังกล่าวเรียกว่า แรงเสียดทาน (frictional force) 

ถ้ามีการออกแรงกระทำต่อก้อนวัตถุที่วางอยู่บนพื้นด้วยแรง  ในแนวระดับแล้วก้อนวัตถุยังคงอยู่นิ่ง แสดงว่ามีแรงในทิศทางตรงข้ามกับแรง  กระทำต่อวัตถุก้อนนั้น แรงดังกล่าวคือ แรงเสียดทาน, , นั่นเอง แรงเสียดทานนี้มีสาเหตุมาจากความไม่เรียบของหน้าสัมผัสของก้อนวัตถุและพื้น ซึ่งจากกฎข้อที่หนึ่งของนิวตันพบว่าตราบใดที่ก้อนวัตถุยังอยู่นิ่งหรืออยู่ในสภาพสมดุล จะได้ว่า  โดยแรงเสียดทานที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุในกรณีนี้เรียกว่า แรงเสียดทานสถิต (static friction, ) (รูปที่ 2-10)

รูปที่ 2-10 แสดงสาเหตุการเกิดแรงเสียดทานการเคลื่อนที่ของวัตถุ (ก) แสดงแรงเสียดทานสถิต (ข) แสดงแรงเสียดทางจลน์

การเคึลื่อนที่ของวัตถุหลายๆก้อน ฟิสิกส์

                                    การเคลื่อนที่ด้วยวัตถุหลายๆก้อนด้วยความเร่งไม่เท่ากัน

                    การเคลื่อนที่ของวัตถุประเภทนี้เราไม่สามารถหาแรงลัพธ์โดยวิธีคิดรวมก้อนได้ ต้องใช้วิธีแยกก้อนคิดโดยมีขั้นตอนดังนี้

1. หาความสัมพันธ์ของแรงตึงเชือกที่มวลแต่ละก้อน

2. หาความสัมพันธ์ของความเร่งของมวลแต่ละก้อน

3. แยกคิดวัตถุทีละก้อนโดยใช้หลักการหา ∑F = ma  

พันธุกรรม ชีวะ

                               วันนี้เป็นบล๊อกเเรกของชีวะนะค่ะ  เกี่ยวกับเรื่องพันธุกรรมค่ะ

                                                                              พันธุกรรม

                  หมายถึง ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่ไปสู่ลูกหลานซึ่งเป็นลักษณะที่ถูก

ควบคุมด้วยหน่วยพันธุกรรม หรือ gene


                                                                 ลักษณะทางพันธุกรรม

- ลักษณะที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในมนุษย์และสัตว์

รูปพันธุ์กรรม

พันธุกรรม (Heredity) หมายถึง สิ่งที่เป็นลักษณะต่างๆของสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการถ่ายทอดมาจากสิ่งมีชีวิตรุ่นก่อนหน้าโดยสามารถถ่ายทอดส่งต่อจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่งได้ หรือ พันธุกรรม(Heredity) คือ เป็นการถ่ายทอดลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง(รุ่นลูกรุ่นหลาน)ได้ เช่น คนรุ่นพ่อแม่สามารถถ่ายทอดลักษณะต่างๆลงไปยังสู่รุ่นลูกรุ่นหลานของตนได้ โดยลักษณะที่ถูกถ่ายทอดแบ่งเป็นประเภทหลักๆได้ 2 ลักษณะ คือ ลักษณะเชิงคุณภาพ และ ลักษณะเชิงปริมาณ โดยได้มีการเริ่มต้นทำการศึกษาเรื่องของพันธุกรรม(Heredity)ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 18 โดย เกรเกอร์ เมนเดล (Gregor Mendel) ซึ่งเป็นผู้ที่ได้ค้นพบและได้อธิบายหลักของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม(Heredity)

     พันธุกรรม(Heredity)อาจสามารถเรียกอีกอย่างหนึ่งได้ว่า กรรมพันธุ์

     พันธุกรรม(Heredity) เป็นสิ่งที่ทำให้คนเรามีลักษณะต่างๆที่แตกต่างกันไปมากมาย โดยมีหน่วยควบคุมที่คอยควบคุมลักษณะต่างๆเหล่านี้ ที่เรียกว่า ยีน(Gene) โดยยีน(Gene)นี้จะมีอยู่เป็นจำนวนมากภายในเซลล์แทบทุกเซลล์ ซึ่งยีน(Gene) แต่ละยีน(Gene)ก็จะมีหน้าที่คอยควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม(Heredity)ลักษณะหนึ่งๆไป โดยจะมีทั้งยีน(Gene)ที่ควบคุมลักษณะเด่น และยีน(Gene)ที่ควบคุมลักษณะด้อย แต่ส่วนหนึ่งที่ทำให้ลักษณะเราแตกต่างออกไปนอกเหนือพันธุกรรม(Heredity) คือสิ่งแวดล้อม หรือ สภาพแวดล้อม เช่น ความอ้วน อาจเกิดจากสภาพแวดล้อมมากกว่าพันธุกรรม(Heredity)

การกัมจัดกากกัมมันตรังสี เคมี

           
                                                           
                                                             การกัมจัดกากกัมมันตรังสี

                 กากกัมมันตรังสีแบ่งได้เป็น 3 ชนิด ตามปริมาณรังสี คือ กากกัมมันตรังสีระดับสูง ระดับกลาง

และระดับต่ำ  การจัดการกับกากกัมมันตรังสีสามารถทำได้หลายวิธีเช่น

รอกแบบต่างๆ ฟิสิกส์

รอก เห็นทุกคนชอบเน้อ เลยหามาเพิ่มให้    จาก google จ้า

โดยปกติแล้ว หากเราต้องการที่จะยกหรือลากวัตถุใดๆ  เราจะต้องออกแรงกระทำต่อวัตถุนั้นๆด้วยปริมาณเท่ากับแรงต้านที่วัตถุนั้นๆมีอยู่ (Load) (มดยกของธรรมดา)นั่นหมายความว่า หากวัตถุที่เราต้องการยกนั้นมีน้ำหนักมาก เราก็ต้องออกแรงมากตามไปด้วย (มดยกของแล้วยกไม่ไหวโดนทับ) จึงมีการคิดค้นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ เราสามารถยกวัตถุที่หนักมาก ๆ  โดยการออกแรงน้อยๆได้ เรียกว่า "เครื่องผ่อนแรง (Machines)"เครื่องผ่อนแรงนั้นใช้หลักการของการได้เปรียบเชิงกล (Mechanical Advantage M.A.) เพื่อช่วยลดแรงที่เราต้องใช้กับวัตถุต่างๆ

การได้เปรียบเชิงกล  สามารถหาได้จากอัตราส่วนระหว่างแรงต้านที่วัตถุนั้นๆมีอยู่ กับแรงที่เรากระทำต่อวัตถุ (แรงพยายาม) และอัตราส่วนระหว่างระยะทางที่เคลื่อนที่โดย แรงพยายามกับระยะทางที่เคลื่อนที่โดยโหลด นั้นเรียกว่า "อัตราส่วนความเร็ว (Velocity Ratio - V.R.)"

เราสามารถหาค่าประสิทธิภาพ (Efficiency)  ได้จากการนำ ทำให้เราทราบได้ว่า เครื่องผ่อนแรงชนิดต่างๆ มีค่าประสิทธิภาพเป็นเท่าไร และนำอุปกรณ์เหล่านั้นมาใช้ให้เหมาะสมกับงานได้นั่นเอง รอก (Pulley)  เป็นเครื่องมือที่มีลักษณะกลมแบน หมุนได้คล้ายวงล้อ ใช้เชือกหรือโซ่คล้องสำหรับดึง

รอกแบ่งออกเป็นหลายชนิดได้แก่ รอกเดี่ยวตายตัว จะมีเชือกคล้องผ่านวงรอก 1 ตัว ปลายเชือกด้านหนึ่งผูกติดวัตถุที่ต้องการยก อีกด้านหนึ่งสำหรับจับเพื่อดึงวัตถุ รอกแบบนี้ไม่ผ่อนแรง แต่อำนวยความสะดวกในการทำงาน รอกเดี่ยวเคลื่อนที่ เป็นรอกที่เคลื่อนที่ได้เมื่อนำไปใช้งาน รอกแบบนี้ช่วยผ่อนแรงครึ่งหนึ่งของน้ำหนัก รอกพวง เกิดจากการนำรอกหลายอย่างและหลายตัวมาต่อกันเป็นระบบ มีลักษณะเป็นพวง

รังสีอินฟาเรด ฟิสิกส์

รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรด


รังสีอินฟราเรด (อังกฤษ: Infrared (IR)) มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า รังสีใต้แดง หรือรังสีความร้อน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างคลื่นวิทยุและแสงมีความถี่ในช่วง 1011 – 1014 เฮิร์ตซ์ มีความถี่ในช่วงเดียวกับไมโครเวฟ มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุสสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -200 องศาเซลเซียสถึง 4,000 องศาเซลเซียส จะปล่อยรังสีอินฟาเรดออกมา คุณสมบัติเฉพาะตัวของรังสีอินฟราเรด เช่น ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ที่แตกต่างกันก็คือ คุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับความถี่ คือยิ่งความถี่สูงมากขึ้น พลังงานก็สูงขึ้นด้วย ดังนั้น
ในการใช้ประโยชน์ ใช้ในการควบคุมเครื่องใช้ระบบไกล (remote control) สร้างกล้องอินฟราเรดที่สามารถมองเห็นวัตถุในความมืดได้ เช่น อเมริกาสามารถใช้กล้องอินฟราเรดมองเห็นเวียตกงได้ตั้งแต่สมัยสงครามเวียตนาม และสัตว์หลายชนิดมีนัยน์ตารับรู้รังสีชนิดนี้ได้ ทำให้มองเห็นหรือล่าเหยื่อได้ในเวลากลางคืน
.. Sir William Herschel นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ค้นพบ อินฟราเรด สเปกตรัม ในปี 1800 โดยเขา
ได้ทำการทดลองวัดอุณหภูมิของแถบสีต่างๆที่เปล่งออกมา เป็นสีรุ้งจากปริซึม พบว่าอุณหภูมิความร้อนจะเพิ่ม
ขึ้นตามลำดับจากสีม่วงและสูงสุดที่ แถบสีสีแดง ซึ่งขอบเขตนี้เรียกว่า “อินฟราเรด” (ของเขตที่ต่ำกว่าแถบสี
แดง)

การค้นพบรังสีอินฟราเรดระยะไกล
รังสีอินฟราเรดระยะไกล เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี ค.ศ. 1800 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน คือ
เอฟ ดับบลิวฮาร์เชล ได้ค้นพบรังสีอินฟราเรดระยะไกลผ่านทางการใช้เครื่องแยกเชิงสีของแสงอาทิตย์
เอมิซีปริซึมจะแยกลำแสงของดวงอาทิตย์ออกเป็นสีต่างๆกันตั้งแต่สีม่วงไปจนกระทั่งสีแดง อุณหภูมิของ

งานและพลังงาน ฟิสิกส์

                                                                  งาน กำลัง และ พลังงาน

          งานคือผลของแรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ เป็นปริมาณ สเกล่าร์ ที่มีหน่วยเป็นจูลหรือนิวตัน

***** ตรงนี้สำคัญนะค่ะ ถ้ามสีแรงมากระทำต่อวัตถุ แล้ววัตถุไม่เคลื่อนที่จะไม่เกิดงานเนื่องจากแรงนั้น แต่ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ย่อมเกิดงานเสมอค่ะ

หลักการการพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ทั้งหมดน่าจะเป็นเรื่องพลังงาน การทำงานร่วมกันของสสารและพลังงานสร้างจักรวาลขึ้นมา สสารคือสิ่งที่มีมวลสาร สามารถมองเห็นได้สำผัสได้ รู้สึกได้ ดมกลิ่นได้ แต่พลังงานเรามองไม่เห็นดมกลิ่นไม่ได้ สำผัสไม่ได้ เราจะสังเกตพลังงานได้ก็ต่อเมื่อ

มันทำงานอย่างเช่น เราไม่สามารถมองเห็นความร้อนได้แต่เราวัดมันได้จากการที่มันทำให้อุณหภูมิของวัตถุเพิ่มขึ้นเป็นต้น เราจะศึกษานิยามของพลังงานโดยศึกษาจากเรื่องงาน

งาน

งานขึ้นอยู่กับแรงและระยะทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ เมื่อเราออกแรงมาก และ วัตถุเคลื่อนที่ไปไกลยิ่งทำให้เกิดงานสูงมาก

เมื่อ W คือ งาน  F คือแรง  s คือ ระยะทางในแนวแรง  มุมระหว่างแรงและระยะทาง

นักยกน้ำหนักที่ถือตุ้มน้ำหนักไว้นิ่งๆ เป็นเวลานานๆไม่ได้ทำให้เกิดงาน เนื่องจากตุ้มน้ำหนักไม่ได้เคลื่อนที่แม้ว่าเขาจะรู้สึกเหนื่อยมากแต่ก็ไม่ได้ถือว่าทำงานในทางฟิสิกส์ แต่เมื่อเขาวางตุ้มน้ำหนักลงพื้นเขาได้ทำงานเนื่องจาก ตุ้มน้ำหนักมีการเคลื่อนที่

ตัวอย่างของงานเช่น งานเนื่องจากเชื้อเพลิงทำให้รถวิ่ง งานเนื่องจากการต้านแรงโน้มถ่วงเมื่อเรากระโดด งานเนื่องจากการยืดเชือกธนูเป็นต้น

กำลัง

งานพิจารณาแต่เรื่องของระยะทาง และ แรงที่กระทำกับวัตถุ การที่เราวิ่งขึ้นบ้านหรือเดินขึ้นบานเราทำงานเท่ากันแต่ทำไมเราตอนเราวิ่งขึ้นบ้านเหนื่อยกว่าเดินขึ้นบาน เรื่องนี้อธิบายได้ด้วยเรื่องกำลัง กำลังคืองานที่ทำในช่วงเวลาหนึ่ง

กำลัง=งาน

เวลา

เครื่องยนต์ที่มีกำลังมากต้องทำงานได้มากกว่าเครื่องยนต์อื่นโดยใช้เวลาเท่ากัน หน่วยของกำลังคือ จูลต่อวินาที() หรือวัตต์ (W) และหน่วยที่เป็นหน่วยโบราณคือกำลังม้าหมายถึงกำลังที่เท่ากับกำลังม้า 1 ตัว ซึ่ง 1 กำลังม้าเท่ากับ 

พลังงานกล (Mechanical Energy)

เมื่อพลธนูง้างศรมีงานถูกสร้างขึ้นมา และเมื่อธนูคืนรูปจะทำงานต่อลูกธนูทำให้ลูกธนูเคลื่อนที่ เมื่อมีงานกระทำเพื่อยกปั้นจั่นตอกเสาเข็มขึ้นสูง แล้วพอปั้นจั่นกระทุ้งลงมาก็ทำให้เกิดงานกับเสา สิ่งที่ทำให้เกิดงานคือพลังงาน เช่นเดียวกับงานพลังงานมีหน่วยเป็นจูล พลังงานมีอยู่หลายรูปแบบซึ่งจะค่อยๆอธิบายในตอนต่อๆไป แต่ตอนนี้จะอธิบายรูปแบบหลักๆของพลังงานคือพลังงานศักดิ์และพลังงานจลน์

พลังงานศักดิ์ (Potential Energy)

พลังงานศักดิ์มีอยู่ในธนู

วัตถุอาจเก็บพลังงานไว้ในปริมาณต่างๆกันขึ้นกับตำแหน่งของมัน ซึ่งเรียกว่าพลังงานศักดิ์ (E_p) ตัวอย่างเช่น การยืดหดสปริง พลังงานศักดิ์สะสมไว้ในสปริงทำให้การยืดหดของสปริงสามารถทำให้เกิดงานได้ เมื่อคันธนูถูกง้างพลังงานศักดิ์ที่สะสมอยู่ในคันธนูทำให้เกิดงานต่อลูกศรที่พุ่งออกจากธนู

พลังงานเคมีในเชื้อเพลิงก็เป็นพลังงานศักดิ์ เป็นพลังงานศักดิ์เนื่องจากเปลี่ยนตำแหน่งระดับอะตอม เป็นการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนระหว่างอะตอม พลังงานศักดิ์ที่เราได้จากเชื้อเพลิง แบตเตอรี่ และอาหารทำให้เราสามารถยกวัตถุและตัวเราเองต้านกับแรงโน้มถ่วงของโลกได้

พลังงานศักดิ์ที่ขึ้นอยู่กับตำแห่งของวัตถุเรียกว่า พลังงานศักดิ์โน้มถ่วง น้ำบนเขื่อนมีพลังงานศักดิ์เท่ากับงานที่ใช้ในการยกน้ำต้านแรงโน้มถ่วงของโaลกไปยังบนเขื่อน งานที่ว่านี้มีค่าเท่ากับผลคูณของแรงกับระยะทางในการเคลื่อนที่ (W = Fs)

ถ้าแรงที่ยกน้ำเท่ากับน้ำหนักของวัตถุ( mg) ดังนั้นงานที่ทำในการยกวัตถุขึ้นสูง h ก็คือ mgh

พลังงานศักดิ์ = น้ำหนัก x สูง

จำไว้ว่าความสูงคือระยะทางระหว่างตำแหน่งของวัตถุถึงระดับอ้างอิง เช่น พื้นสนาม พื้นห้อง เป็นต้น พลังงานศักดิ์ขึ้นอยู่เฉพาะกับค่าของ mg และ h เท่านั้นไม่ขึ้นอยู่กับวิธีการของการยกวัตถุ

เมื่อปั้นจั่นตกลงมาจากที่สูงมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักดิ์ไปเป็นพลังงานจลน์(พลังงานของการเคลื่อนที่) ทำให้พลังงานศักดิ์ของปั้นจั่นที่พื้นมีพลังงานศักดิ์น้อยกวาพลังงานศักดิ์ของปั้นจั่นที่อยู่สูง

a.

b.

 a. พลังงานจลน์ของการผลักก้อนหินเปลี่ยนเป็นพลังงานศักดิ์ พลังงานศักดิ์มีค่าเท่ากันที่ระดับเดียวกันไม่ว่าจะยกหรือไถลหินขึ้นมา b. เมื่อก้อนหินตกลงมาจากที่สูง จะเปลี่ยนพลังงานศักดิ์เป็นกลังงานจลน์

พลังงานจลน์ (Kinetic Energy)

ถ้าเราผลักวัตถุจะเห็นว่าวัตถุเคลื่อนที่ เมื่อวัตถุเคลื่อนที่มันก็สามารถทำงานได้ วัตถุมีพลังงานของการเคลื่อนที่เราเรียกว่าพลังงานจลน์ (E_k) พลังงานจลน์ของวัตถุขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุและอัตราเร็วของวัตถุ พลังงานจลมีค่าเท่ากับผลคูณของมวลและอัตราเร็วกำลังสองทั้งหมดหารด้วย 2

เมื่อเราปาก้อนหินเราทำงานให้กับก้อนหินมีอัตราเร็วเริ่มต้นเมื่อหลุดออกจากมือของเรา ก้อนหินสามารถเคลื่อนที่ไปชนวัตถุอื่นแล้วผลักวัตถุนั้น ทำให้เกิดงานจากการชน พลังงานจลน์เกิดขึ้นจากการที่เราให้งานเพื่อที่จะเปลี่ยนแปลงวัตถุที่อยู่นิ่งไปเป็นวัตถุที่เคลื่อนที่ หรืองานที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่กลับมาอยู่นิ่ง

แรง x ระยะทาง = พลังงานจลน์

หมายความว่าเมื่อมีงานเกิดขึ้นพลังงานย่อมเปลี่ยนแปลง

ทฤษฏีงานพลังงาน (Work-Energy Theorem)

เมื่อเร่งอัตราเร็วของรถทำให้พลังงานจลน์ของรถเพิ่มขึ้นเนื่องมาจากงานที่กระทำต่อรถ เมื่อรถแล่นช้าหมายความว่าต้องมีงานมาลดพลังงานจลน์เราเรียกว่า

งาน = ผลต่างของพลังงานจลน์

งานเท่ากับความเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ สมการข้างต้นคือทฤษฏีงานพลังงานนั่นเอง งานในสมการนี้คืองานสุทธิซึ่งหมายความว่าเป็นงานที่เกิดจากแรงสุทธิ เช่นถ้าเราผลักวัตถุเราต้องเอาแรงผลักของเราลบด้วยแรงเสียดทานได้แรงสุทธิแล้วจึงคิดงานจะได้งานสุทธิ ในกรณีที่แรงเสียดทานเท่ากับแรงผลักพอดีจะได้ว่าไม่มีแรงสุทธิ ทำให้ไม่มีงานสุทธิ และไม่มีพลังงานจลน์นั่นเอง

ทฤษฏีงานพลังงานใช้กับกรณีรถลดความเร็วอย่างเช่นเวลารถเบรก พื้นถนนต้องออกแรงเสียดทานกับรถทำให้เกิดงานที่ถนนทำกับรถ งานที่ว่านี้เป็นผลคูณระหว่างแรงเสียดทานและระยะเบรก

น่าแปลกใจว่าแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเท่ากันไม่ว่าจะเบรกช้าๆหรือเบรกเร็วๆ เมื่อรถเบรกเปลี่ยนแรงเสียดทานไปเป็นความร้อน นักขับชั้นเซียนสามารถตบเกียร์ต่ำเพื่อเบรกได้ แต่ระบบเบรกของรถสมัยใหม่ที่เรียกว่ารถไฮบริดก็สามารถตบเกียร์ต่ำอัตโนมัติเพื่อเบรก จากนั้นเปลี่ยนพลังงานของการเบรกไปเป็นพลังงานไฟฟ้าสะสมไว้ในแบตเตอรี่ เพื่อเพิ่มพลังงานให้กับรถควบคู่กับการใช้พลังงานจากน้ำมัน

การแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกา

ภาพจากกล้องอินฟาเรด สีเหลืองและส้มคือส่วนที่อุณหภูมิสูง

เมื่อเบรกพลังงานจากการเบรกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน

พลังงานของระบบต้องลดลงตามธรรมชาติเพราะพลังงานส่วนหนึ่งเสียไปกับสิ่งแวดล้อม  

ในรูปของความร้อน (พื้นร้อนขึ้นเมื่อรถวิ่งผ่าน)  และพลังเสียงเป็นต้น

อนุรักษ์พลังงาน (Conservation of Energy)

สิ่งที่สำคัญกว่าการที่รู้ชนิดของพลังงานคือการรู้ว่าพลังงานมันเปลี่ยนรูปไปอย่างไรบ้าง เราสามารถเข้าใจกระบวนการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติ ถ้าเราอธิบายในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงพลังงานจากรูปหนึ่งไปอีกรูปหนึ่ง

พิจารณาการเปลี่ยนแปลงพลังงานของนักกระโดดลงถัง งานที่ทำให้นักกระโดดขึ้นไปยังที่สูงทำให้เกิดพลังงานศักดิ์มากเมื่อนักกระโดดอยู่บนที่สูง และเมื่อกระโดดลงมาการเคลื่อนที่ตกลงมาทำให้เกิดพลังงานกลที่เกือบเท่ากับพลังงานศักดิ์เริ่มต้นก่อนกระโดด

เราบอกว่าเกือบเท่าเนื่องจากพลังงานเล็กน้อยบางส่วนถูกเปลี่ยนแปลงระหว่างการเคลื่อนที่ในรูปแบบความร้อนของการเสียดสีกันระหว่างนักกระโดดกับอากาศ และความร้อนจากการปะทะของนักกระโดดกับถัง แต่ถ้าเรารวมพลังงานความร้อนเข้าด้วยจะได้ว่าจะไม่มีพลังงานใดสูญหายไปเลย น่าทึ่งทีเดียว!

การศึกษาการเปลี่ยนรูปของพลังงานทำให้เราเข้าใจกฎพื้นฐานที่สำคัญที่สุดของวิทยาศาสตร์นั่นคือกฎอนุรักษ์พลังงาน

พลังงานไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ ไม่สามารถทำลายได้ มีแต่เพียงเปลี่ยนรูปไปเป็นรูปอื่น แต่พลังงานรวมแล้วยังเท่าเดิม เมื่อเราพิจารณาระบบง่ายๆเช่นการแกว่งลูกตุ้มจนถึงระบบที่ซับซ้อนอย่างการระเบิดของดวงดาว ก็จะเป็นเช่นเดียวกันคือไม่มีพลังงานใดถูกสร้างขึ้นใหม่หรือถูกทำลายไป พลังงานเปลี่ยนรูปและถ่ายทอดจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้แต่พลังงานรวมยังมีปริมาณเท่าเดิม

อะตอมเป็นแหล่งพลังงานมหาศาลรวมกันอยู่ที่นิวเคลียสของอะตอม เมื่อมีการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบพลังงานนิวเคลียร์ แสงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของพลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์แล้วเปลี่ยนรูปเป็นรังสี

ความร้อนและแรงโน้มถ่วงมหาศาลที่แกนกลางดวงอาทิตย์ รวมให้อะตอมของไฮโดรเจนรวมกันเองได้ฮีเลียมเรียกว่า นิวเคลียร์ฟิวชันความร้อนสูง (Thermonuclear Fusion) กระบวนการดังกล่าวปลดปล่อยรังสีออกมารังสีและแสงสว่าง ซึ่งบางส่วนมายังโลก ทำให้ต้นไม้เติมโต คนและสัตว์ใช้เป็นอาหาร บ้างก็เอาถ่านไปใช้ หรือถ้าพืชทับถมกันนานๆก็ยังกลายเป็นน้ำมัน

แสงและความร้อนบางส่วนไปตกที่แหล่งน้ำทำให้ไอน้ำละเหยกลายเป็นก้อนเมฆ พอฝนตกน้ำบางส่วนก็ไปอยู่เหนือเขื่อน เมื่อมีนำเหนือเขื่อนก็ให้น้ำไหลมาปั่นไดนาโมเพื่อผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าไว้จ่ายไปยังบ้านเรือนคนเราก็ได้ใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่ออำนวยความสะดวกแก่ตนเองในด้านต่างๆ ซึ่งถ้ามองกันให้ดีๆแล้วพลังงานไฟฟ้าที่เราได้มาก็เปลี่ยนรูปมาจากพลังงานจากแสงอาทิตย์นั่นเอง การเปลี่ยนรูปพลังงานนี้ช่างสวยงามเหลือเกิน

ขอขอบคุณ ข้อมูลและรูปภาพบางส่วน จาก google ค่ะ

การหักเหของเสียง

xหากมีคนถามคุณว่า "เคยเจอการหักเหของเสียงมั้ยค่ะ?" คุณจะตอบว่าอย่างไรจ๊ะ? ลองหลับตาแล้วนึกย้อนชีวิตที่ผ่านมาสักครู่ใหญ่ๆ ..... นึกออกรึยังจ๊ะ

จริงแล้ว เราแทบทุกคนคงเคยมีประสบการณ์กับการหักเหของเสียง นั่นคือ ขณะที่เกิดฝนฟ้าคะนอง แล้วเกิดแสงวาบจากฟ้าแลบ เราหลับตาปี๋ เตรียมรับเสียงฟ้าร้องที่จะตามมา 5 4 3 2 1 ...เงียบ... แล้วก็พบว่าไม่มีเสียงฟ้าร้องไม่ตามมา แล้วเสียงนั้นหายไปไหนครับ ปรากฏการณ์นี้เองคือตัวอย่างของการหักเหของคลื่นเสียง คำถามต่อมาก็คือ แล้วมันเกิดขึ้นได้อย่างไร

การหักเหของเสียงนั้นจะเกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกันซึ่งทำให้อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยนแปลง และอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปก็ทำให้อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยนแปลงไปด้วย ซึ่งเป็นสมบัติการหักเหของคลื่น ในการหักเหของคลื่นเสียงทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงเปลี่ยนไปด้วย ยกเว้นเมื่อคลื่นเสียงตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อของตัวกลางทิศทางจะไม่เปลี่ยน นอกจากนี้ลมยังมีผลต่ออัตราเร็วของเสียงในอากาศแสดงว่าลมทำให้เสียงเกิดการหักเหได้

การหักเหของคลื่นเสียงเมื่อเดินทางผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน หรืออุณหภูมิต่างกัน จะเป็นไปตามกฎการหักเหของสเนลล์ (Snell's law) คือ

ดดดดดดดดดดดดดดดดดดดดดเมื่อ θ₁ คือ มุมตกกระทบ

                                          เมื่อ θ₂ คือ มุมหักเห

                  เมื่อλ₁ , λ₂ คือ ความยาวคลื่นเสียงในบริเวณที่ 1 และ 2 ตามลำดับ

                 เมื่อv₁ , v₂ คือ อัตราเร็วคลื่นเสียงในบริเวณที่ 1 และ 2 ตามลำดับ

                        เมื่อT₁ , T₂ คือ อุณหภูมิของอากาศในบริเวณที่ 1 และ 2 ตามลำดับ

xxxxxการหักเหของเสียงเมื่อคลื่นเสียงเดินทางในอากาศจากบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำไปสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิสูง คลื่นเสียงจะเบนออกจากเส้นปกติ (θ₁ < θ₂) และเมื่อเสียงเดินทางจากในอากาศจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ คลื่นเสียงจะเบนเข้าหาเส้นปกติ (θ₁ > θ₂)

xxxxxตอนกลางวันอากาศเหนือพื้นดินจะมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศบริเวณด้านบน เสียงจะหักเหขึ้นสู่อากาศ ดังรูป

รูปแสดงการหักเหของเสียงตอนกลางวัน

ดดดดดส่วนตอนกลางคืนนั้น อากาศเหนือพื้นดินจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศบริเวณด้านบน เสียงจะหักเหลงสู่พื้นดิน ดังรูป

รูปแสดงการหักเหของเสียงตอนกลางคืน

ดดดดดสำหรับกรณีที่เกิดฟ้าแลบแต่เราไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องนั้น เป็นเพราะว่าในขณะเกิดฟ้าแลบ ถ้าอากาศเบื้องบนมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศด้านล่าง ทำให้ทิศทางของเสียงจากฟ้าร้องนั้นเบนออกจากเส้นแนวฉาก และเมื่อมุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤต(ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ในเรื่องการสะท้อนกลับหมดของคลื่น) จะทำให้คลื่นเสียงเกิดการสะท้อนกลับหมดไปยังอากาศเบื้องบน เราจึงไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง

รูปแสดงการหักเหของเสียงทำให้ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง

ตัวอย่าง เสียงเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีอุณหภูมิ 27 °C ไปสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิเท่าใด จึงทำให้ความยาวคลื่น เป็น 2/3 เท่าของความยาวคลื่นเดิม

วิธีทำ จากโจทย์ T2 = 27 °C หรือ 300 K

จาก

ปปปปปนั่นคือ บริเวณนั้นมีอุณหภูมิ 402 องศาเซลเซียส

ขอขอบคุณข้อมูจาก google ค่ะ