เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่อง กฎของพาสคัล และหลักของอารคีมิดีส    1



   รายวิชา ฟสิกส 3                                              ประกอบหนวยการเรียนรู
   ระดับชั้น มัธยมศึกษาป$ที่ 5
                                               ใบความรู 2       เรื่อง กลศาสตรของไหล
                              หัวขอเรื่อง กฎของพาสคัล และหลักของอารคีมิดีส

กฎของพาสคัล มีใจความวา “ถาเพิ่มแรงดัน(ความดัน)ใหกับของไหล ที่บรรจุในภาชนะป'ด ณ จุดใดๆ ความดัน
นั้น จะสงกระจายกันตอไป ทําใหทุกๆสวนของของไหลไดรับความดันที่เพิ่มขึ้น เทากันหมด”
                              จะได                 PA     =           Pa
         W              F                          W                  F
                                                          =
                                                    A                  a
           A          a                            W                  A
                                    หรือ                  =
                                                    F                  a
                                                   W                  R2
                                    หรือ                  =
                                                    F                  r2


ตัวอยางที่ 1 แมแรงยกรถยนต5เครื่องหนึ่งลูกสูบใหญมีพื้นที่เป8น 60 เทาของลูกสูบเล็ก ถาตองการใหแมแรงนี้ยก
รถยนต5มวล 1800 กิโลกรัม จะตองออกแรงกดที่ลูกสูบเล็กของแมแรงกี่นิวตัน ( g = 10 m/s2 )
                                F               W
          วิธีทํา                      =                         ,       ( A = 60a )
                                a                A
                        F               (1,800 )( 10 )
                               =
                        a                   60a
                       F       =       300 N




ตัวอยางที่ 2 พื้นที่ภาคตัดขวางของลูกสูบเล็กในเครื่องอัดบรามาห5เทากับ 20 ตร.ซม. และลูกสูบใหญเทากับ 600 ตร.
ซม. การไดเปรียบเชิงกลของคาน คือที่สําหรับโยกขึ้นลงเทากับ 4 ถาออกแรงโยกที่คานถือ 150 นิวตัน ลูกสูบใหญจะ
ยกน้ําหนักไดเทาใด
                                                                                   W               แรงทีทํา
                                                            แรงทีได้
วิธีทํา                การไดเปรียบเชิงกล        =
                                                          แรงทีกระท◌ํา
                                                           F                                 แรงทีได้
                                       4         =
                                                          150
                                       F         = 600
                                        F                  W
                       จาก                  =                            ,     ( A = 80a )
                                        a                  A
                                        600                 W
                                            =
                                         20                600
                                           W   =         18,000 N
เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่อง กฎของพาสคัล และหลักของอารคีมิดีส   2


    หลักของอารคีมิดีส มีใจความวา “แรงลอยตัวที่เกิดขึ้นกับวัตถุ (ไมวาวัตถุนั้นจะจมหรือลอย) ยอมมีคาเทากับน้ําหนัก
    ของของเหลวนั้นที่มีปริมาตรเทากับปริมาตรของวัตถุสวนที่จมในของของเหลว”




                                                                                               T
                T                                    T=0
                                            B       mg                                B       m
                   m                                                                          g
                   g
    รูปที่ 1 ชั่งวัตถุในอากาศ
คาที่อานไดจากตาชั่ง คือ แรงดึง T        รูปที่ 2 วัตถุลอยในของเหลว                รูปที่ 3 วัตถุจมในของเหลว
           T = mg                     คาที่อานไดจากตาชั่ง คือ แรงดึง T         คาที่อานไดจากตาชั่ง คือ แรงดึง T
                                        T = 0 ดูที่วัตถุ B = mg                      ดูที่วัตถุ T + B = mg
                                   โดย B = น้ําหนักของเหลว ที่มีปริมาตร     โดย B = น้ําหนักของเหลว ที่มีปริมาตร
                                    เทากับ ปริมาตรสวนที่จมของวัตถุดวย           เทากับ ปริมาตรของวัตถุทั้งกอน



    ตัวอยาง3 เมื่อนําวัตถุหนึ่งใสลงในน้ํา ปรากฏวาวัตถุนี้ลอยน้ํา โดยมีปริมาตรของวัตถุจมลงในของเหลว 0.8 เทาของ
    ปริมาตรวัตถุทั้งหมด ความหนาแนนของวัตถุนี้จะเป8นกี่กิโลกรัมตอลูกบาศก5เมตร( ความหนาแนนของน้ํา =103 kg/m3
    , g = 10 m/s2 )
    วิธีทํา ปรากฏวา วัตถุลอยน้ําได จะเหมือนรูปที่ 2
            แสดงวา แรงลอยตัว ( B ) = น้ําหนักของของเหลว จาก B = mg
            จะได           น้ําหนักของวัตถุ = น้ําหนักของของเหลว
                            ( mg )วัตถุ        =         ( mg )น้ํา
                            mวัตถุ         =         mน้ํา             , m = ρV
                            ρว Vว = ρ นVน                              , Vน = 0.8Vว
                                                    0.8Vว
                            ρว          = 103 (             )             = 0.8 x 103 kg/m3
                                                      Vว
    ตอบ ความหนาแนนของวัตถุนี้ เทากับ 0.8 x 103                    กิโลกรัมตอลูกบาศก5เมตร

ใบความรู้ 2

  • 1.
    เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่องกฎของพาสคัล และหลักของอารคีมิดีส 1 รายวิชา ฟสิกส 3 ประกอบหนวยการเรียนรู ระดับชั้น มัธยมศึกษาป$ที่ 5 ใบความรู 2 เรื่อง กลศาสตรของไหล หัวขอเรื่อง กฎของพาสคัล และหลักของอารคีมิดีส กฎของพาสคัล มีใจความวา “ถาเพิ่มแรงดัน(ความดัน)ใหกับของไหล ที่บรรจุในภาชนะป'ด ณ จุดใดๆ ความดัน นั้น จะสงกระจายกันตอไป ทําใหทุกๆสวนของของไหลไดรับความดันที่เพิ่มขึ้น เทากันหมด” จะได PA = Pa W F W F = A a A a W A หรือ = F a W R2 หรือ = F r2 ตัวอยางที่ 1 แมแรงยกรถยนต5เครื่องหนึ่งลูกสูบใหญมีพื้นที่เป8น 60 เทาของลูกสูบเล็ก ถาตองการใหแมแรงนี้ยก รถยนต5มวล 1800 กิโลกรัม จะตองออกแรงกดที่ลูกสูบเล็กของแมแรงกี่นิวตัน ( g = 10 m/s2 ) F W วิธีทํา = , ( A = 60a ) a A F (1,800 )( 10 ) = a 60a F = 300 N ตัวอยางที่ 2 พื้นที่ภาคตัดขวางของลูกสูบเล็กในเครื่องอัดบรามาห5เทากับ 20 ตร.ซม. และลูกสูบใหญเทากับ 600 ตร. ซม. การไดเปรียบเชิงกลของคาน คือที่สําหรับโยกขึ้นลงเทากับ 4 ถาออกแรงโยกที่คานถือ 150 นิวตัน ลูกสูบใหญจะ ยกน้ําหนักไดเทาใด W แรงทีทํา แรงทีได้ วิธีทํา การไดเปรียบเชิงกล = แรงทีกระท◌ํา F แรงทีได้ 4 = 150 F = 600 F W จาก = , ( A = 80a ) a A 600 W = 20 600 W = 18,000 N
  • 2.
    เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่องกฎของพาสคัล และหลักของอารคีมิดีส 2 หลักของอารคีมิดีส มีใจความวา “แรงลอยตัวที่เกิดขึ้นกับวัตถุ (ไมวาวัตถุนั้นจะจมหรือลอย) ยอมมีคาเทากับน้ําหนัก ของของเหลวนั้นที่มีปริมาตรเทากับปริมาตรของวัตถุสวนที่จมในของของเหลว” T T T=0 B mg B m m g g รูปที่ 1 ชั่งวัตถุในอากาศ คาที่อานไดจากตาชั่ง คือ แรงดึง T รูปที่ 2 วัตถุลอยในของเหลว รูปที่ 3 วัตถุจมในของเหลว T = mg คาที่อานไดจากตาชั่ง คือ แรงดึง T คาที่อานไดจากตาชั่ง คือ แรงดึง T T = 0 ดูที่วัตถุ B = mg ดูที่วัตถุ T + B = mg โดย B = น้ําหนักของเหลว ที่มีปริมาตร โดย B = น้ําหนักของเหลว ที่มีปริมาตร เทากับ ปริมาตรสวนที่จมของวัตถุดวย เทากับ ปริมาตรของวัตถุทั้งกอน ตัวอยาง3 เมื่อนําวัตถุหนึ่งใสลงในน้ํา ปรากฏวาวัตถุนี้ลอยน้ํา โดยมีปริมาตรของวัตถุจมลงในของเหลว 0.8 เทาของ ปริมาตรวัตถุทั้งหมด ความหนาแนนของวัตถุนี้จะเป8นกี่กิโลกรัมตอลูกบาศก5เมตร( ความหนาแนนของน้ํา =103 kg/m3 , g = 10 m/s2 ) วิธีทํา ปรากฏวา วัตถุลอยน้ําได จะเหมือนรูปที่ 2 แสดงวา แรงลอยตัว ( B ) = น้ําหนักของของเหลว จาก B = mg จะได น้ําหนักของวัตถุ = น้ําหนักของของเหลว ( mg )วัตถุ = ( mg )น้ํา mวัตถุ = mน้ํา , m = ρV ρว Vว = ρ นVน , Vน = 0.8Vว 0.8Vว ρว = 103 ( ) = 0.8 x 103 kg/m3 Vว ตอบ ความหนาแนนของวัตถุนี้ เทากับ 0.8 x 103 กิโลกรัมตอลูกบาศก5เมตร