เถียงกับเพื่อนว่า กรณีเดินขึ้นบันได (อย่างในรูป) เกิดงานหรือไม่ ช่วยอธิบายด้วยนะคะ
สมมติกรณนี้บันไดเอียง 45 องศา คนหนัก 50 kg.
- ถ้าเปลี่ยนเป็นยกของขึ้นบันได งานที่เกิดจากยกของมีหรือไม่
- ถ้าบันไดนี้ ตรงดิ่งแบบบันไดเชือก ไม่เอียง เกิดงานหรือไม่
ขอบคุณล่วงหน้าค่ะ เรียนมานาน ลืม
งานหมายถึง แรงที่กระทำกับวัตถุและทำให้วัตถุนั้นเคลื่อนที่ ตามแนวแรง ทำให้เกิดการขจัด
วลีที่ผมทำตัวหนาไว้เป็นสิ่งที่ต้องพึงระวังในการคำนวณเรื่องงานครับ เพราะถ้าแนวแรง (หรือทิศทางของแรง) กับการขจัด ซึ่งทั้งคู่เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีทั้งขนาดและทิศทาง ทำมุมกัน 90 องศา ก็หมายความว่า ไม่มีงาน เกิดขึ้น อย่างเช่นการที่เราถือกระเป๋าหนัก 5 kg แล้วเดินไปตามพื้นราบเป็นระยะ 10 เมตร จะไม่มีงานเิกิดขึ้น เลย เพราะทิศทางที่แรงกระทำกับกระเป๋าอยู่ในแนวดิ่ง ขนาดประมาณ 5 x 10 = 50 นิวตัน แต่การขจัด (displacement) เกิดขึ้นในแนวราบเป็นระยะ 10 เมตร ทั้งสองเวกเตอร์ตั้งฉากกัน งานที่เกิดขึ้นจึงเป็น 50 x 10 x cos 90 = 0 N.m ครับ
เมื่อทำความเข้าใจเรื่องของงานแล้วเราก็สามารถตอบคำถามของคุณแพ็ตตี้ได้
1) ตามรูปที่ให้มา แรงที่ใช้ก็คือน้ำหนักของคนที่เดินขึ้นบันได ซึ่งคือ 500 N (ผมใช้ค่า g = 10 m/s2) เพื่อง่ายต่อการคำนวณครับ งานที่คน ๆ นี้ทำในการเดินขึ้นบันไดเพื่อพาตัวเองขึ้นไปที่ความสูง 5 m ก็คือ 500 x 5 x cos 0 = 2500 N.m หรือ 2500 จูล ครับ
2) งานที่เกิดจากการยกของ สมมติ 5 kg ขึ้นไปที่ความสูง 5 เมตร ก็คือ 50 x 5 x cos 0 = 250 จูล ครับ
3) เช่นเดียวกับข้อ 1) ครับ เพราะทิศทางของแรงที่ออกกับการขจัดทำมุมกัน 0 องศา... ^ ^
