แบบฝึกหัด_เครื่องกล

ช่ือ-สกลุ เ ค ร่ื อ ง ก ล อ ย่ า ง ง่ า ย ม . 3 | 1

ชัน้ เลขที่

เครอ่ื งกลอย่างง่าย

เคร่อื งกล คือ เครือ่ งมือท่สี รา้ งข้ึนมาเพอ่ื ชว่ ยเหลือหรืออานวยความสะดวกในการทางาน เชน่ ช่วยผ่อนแรง ชว่ ยเปลย่ี น
ทิศทางการออกแรง ชว่ ยถา่ ยทอดพลังงานจากแห่งหน่ึงไปยงั อีกแห่งหนง่ึ
เครือ่ งกลพ้ืนฐานอยา่ งงา่ ย 6 ประเภท

⬧ แรงทพี่ จิ ารณา 2 ชนิด คือ 1. แรงพยายาม คอื แรงท่ีให้กับเครื่องกล
ถ้าเครอ่ื งกลไมม่ ีความฝืด 2. แรงต้านทาน คอื แรงเนอ่ื งจากนา้ หนกั ของวตั ถทุ ่เี ราต้องการทาใหเ้ ปน็ ไปตามตอ้ งการ

การไดเ้ ปรยี บเชิงกล (M.A.) คือ อตั ราสว่ นระหว่างแรงตา้ นทานกบั แรงพยายาม เป็นตวั บ่งบอกว่าเคร่อื งกลนนั้ ผ่อนแรง
ได้มากหรอื น้อยเพยี งใด

หรอื

ถา้ M.A. = 1 แสดงว่า เ ค ร่ื อ ง ก ล อ ย่ า ง ง่ า ย ม . 3 | 2
M.A. > 1 แสดงว่า
M.A. < 1 แสดงวา่ เพราะวา่ W = E
เพราะวา่ W > E
เครอื่ งกลชนดิ ต่าง ๆ เพราะวา่ W < E
1. รอก คอื ลกู ลอ้ มีแกนหมนุ ตรงกลาง มรี ่องสาหรบั คลอ้ งเชอื ก
1.2. รอกเด่ยี วเคลือ่ นที่
⬧ ประเภทของรอก
1. รอกเด่ียว
1.1. รอกเดี่ยวตายตวั

20 N 20 N

2. รอกพวง 2.2. รอกพวงระบบที่ 2 2.3. รอกพวงระบบที่ 3
2.1. รอกพวงระบบท่ี 1

500 N 500 N 500 N

เ ค รื่ อ ง ก ล อ ย่ า ง ง่ า ย ม . 3 | 3

2. คาน คือ เครื่องกลที่ใช้ดีด-งัดวัตถุใหเ้ คลอ่ื นทรี่ อบจุดมหมุน มลี ักษณะเปน็ แท่งยาว คานอาจจะตรงหรอื งอกไ็ ด้ การทางาน
ของคานจะใช้หลกั ของโมเมนต์
⬧ ส่วนประกอบสาคญั ของคาน
1. แรงต้านทาน (W) หรอื น้าหนักวตั ถุ
2. แรงพยายาม (E) หรอื แรงท่กี ระทาต่อคาน
3. จุดหมุน (F)

⬧ คานจาแนกได้ 3 ประเภท
คานอันดบั 1 มจี ุดหมนุ อยู่ระหวา่ งแรงพยายามและแรงตา้ นทาน
คานอันดบั 2 มแี รงตา้ นทานอยู่ระหว่างแรงพยายามและจุดหมุน
คานอันดับ 3 มีแรงพยายามอยู่ระหว่างแรงตา้ นทานและจุดหมุน

⬧ โมเมนต์ คอื ผลของแรงรอบจุดหมนุ เปน็ ปริมาณเวกเตอร์ และค่าของโมเมนต์คือ ผลคูณของแรงนนั้ กบั ระยะทางตัง้ ฉากกบั
แนวแรงไปถงึ จุดหมนุ ของวตั ถุ

ชนดิ ของโมเมนต์ มี 2 ประเภทคอื
1. โมเมนตท์ วนเขม็ นาฬกิ า คือ ค่าโมเมนต์ที่เกดิ จากแรงซง่ึ กระทาตอ่ คานใหห้ มนุ ไปในทศิ ทวนเขม็ นาฬกิ า
2. โมเมนต์ตามเขม็ นาฬกิ า คอื ค่าโมเมนต์ท่ีเกดิ จากแรงซงึ่ กระทาต่อคานใหห้ มุนไปในทิศตามเข็มนาฬิกา

โมเมนต์จะเปน็ 0 เม่อื  แรงมคี า่ เป็น 0  แนวแรงผา่ นจุดหมุน

ขอ้ 1. คานเบาอนั หนึ่งยาว 10 เมตร ขนาดสม่าเสมอ ใชง้ ดั กอ้ นหินหนัก 10 นิวตนั ถ้าวางจดุ หมนุ ห่างจากกอ้ นหิน 5 เมตร
จะต้องออกแรงอยา่ งนอ้ ยเทา่ ใดจงึ จะทาใหก้ อ้ นหนิ เคลอ่ื นทไ่ี ด้

เ ค รื่ อ ง ก ล อ ย่ า ง ง่ า ย ม . 3 | 4

ขอ้ 2. แม่ค้าขายสม้ จัดส้มใส่กระจาดขา้ งหนา้ หนัก 120 นวิ ตัน กระจาดหลังหนกั 180 นิวตนั ถ้าเขาใช้ไม้คานยาว 1.5 เมตร
แม่คา้ จะตอ้ งเอาบ่ารองรับคานท่ใี ด จึงจะหาบไปไดโ้ ดยไมต่ ้องใช้มือจบั ไมค้ าน หรอื กระจาด

3. พ้นื เอยี ง คอื เคร่ืองมือที่อานวยความสะดวกและการผอ่ นแรงในการยกวตั ถตุ าแหน่งหนึ่งไปยังอกี ตาแหน่งท่สี งู กวา่ โดยแรง
ขนานกับพื้นเอยี ง
เมอื่ ระนาบเอยี งไมม่ ีความฝืด

ขอ้ 3. พืน้ เอยี งอนั หนง่ึ ยาว 5 เมตร สูง 3 เมตร ถ้าต้องการลากวัตถุหนกั 300 นิวตัน ข้นึ ไปตามพน้ื เอยี งจะตอ้ งออกแรงพยายาม
เท่าไหร่ พร้อมหาการได้เปรยี บเชงิ กล

ขอ้ 4. เดก็ ชายดาออกแรง 60 นวิ ตนั สามารถลากวัตถุหนกั 300 นิวตันขึน้ ไปตามพน้ื เอยี งซงึ่ วางพาดกาแพงสงู 2 เมตรได้ จงหา
ว่าพน้ื เอียงยาวเทา่ ใด

เ ค รื่ อ ง ก ล อ ย่ า ง ง่ า ย ม . 3 | 5

4. ล้อและเพลา คอื เครอ่ื งมอื ท่ีประกอบดว้ ยวัตถรุ ปู ทรงกระบอกขนาดต่างกนั สองอนั ตดิ กนั ทรงกระบอกอันใหญ่ เรียกวา่ ลอ้
อนั เล็กเรียกว่า เพลา
เม่ือล้อและเพลาอยู่ในสภาพสมดุล

ข้อ 5. ในการตัดน้าข้ึนจากบ่อโดยใช้ลอ้ -เพลา ถา้ ล้อมีรศั มี 50 เซนตเิ มตร และเพลามรี ัศมี 20 เซนตเิ มตร ถ้าออกแรงในการ
หมนุ วงล้อ 100 นิวตนั อยากทราบวา่ น้าท่ตี ักข้นึ มาจากบ่อจะมีน้าหนักเทา่ ไร พรอ้ มหาการไดเ้ ปรียบเชิงกล

5. ล่มิ คือ เครอื่ งมือรปู สามเหลีย่ มดา้ นหนงึ่ หนาเป็นสนั และค่อย ๆ บางลงอีกด้านหน่ึงซึ่งเป็นด้านทม่ี ีคม ใช้ด้านท่ีมคี มตอกลงใน
เน้อื วัตถเุ พือ่ ใหเ้ นื้อวตั ถุแยกออก
หลกั การทางานของเครือ่ งกล

ขอ้ 6. ใช้แรงตอกลม่ิ 10 นิวตนั ตอกล่ิมลงไปลกึ 10 เซนตเิ มตร ไมแ้ ยกออกจากกัน 5 เซนตเิ มตร เน้อื ไมม้ แี รงอัดเทา่ ใด

เ ค ร่ื อ ง ก ล อ ย่ า ง ง่ า ย ม . 3 | 6

ข้อ 7. จะต้องออกแรงตอกล่ิมด้วยแรงเท่าใด เมอ่ื ลิ่มสงู 13 เซนตเิ มตร ยาว 6.5 เซนติเมตร ได้แรงอดั ล่ิม 2 กิโลนวิ ตัน

6. สกรู คือ เครอื่ งกลท่ีมรี ปู ร่างทรงกระบอกตนั มีเกลยี วรอบตวั เช่น ตะปเู กลยี ว สว่าน แม่แรงยกรถ ก๊อกน้า เคร่อื งบดเนื้อ น๊อต
หลกั การทางานของเคร่ืองกล

ขอ้ 8. แม่แรงที่ใช้สาหรบั ยกรถอนั หน่งึ มดี ้ามหมนุ ยาว 50 เซนตเิ มตร ช่วงเกลยี ว 7 เกลียวตอ่ 4 เซนติเมตร ตอ้ งการยกของ 100
นวิ ตนั ต้องออกแรงเทา่ ใด การไดเ้ ปรยี บเชงิ กลเท่าใด

ข้อ 9. ถา้ รถหนกั 1,000 กิโลกรมั ยกดว้ ยแม่แรงท่มี ีความกวา้ งของเกลยี ว 1 ช่วง = 2 เซนตเิ มตร คานแมแ่ รงยาว 30
เซนติเมตร จะตอ้ งใช้แรงในการหมนุ เทา่ ใด