เครื่องกลอย่างง่าย

เร่อื ง เครอ่ื งกลอยา่ งง่าย
เครื่องกล คอื อปุ กรณท์ ช่ี ว่ ยในการผอ่ นแรงหรอื ชว่ ยให้ทา งานไดส้ ะดวกขน้ึ

โดยหลักการทางานของเครอ่ื งกลอยา่ งงา่ ยตา่ ง ๆ อาศัยหลักการของงาน

งานที่ให้กบั เครอ่ื งกล = งานท่ไี ด้จากเครอ่ื งกล + งานท่สี ูญเสีย

ความเปน็ จรงิ เม่อื มีการให้งานกบั เคร่ืองกลจะต้องมีการสญู เสียงานทาใหง้ านทีไ่ ดจ้ าก
เครอื่ งกลจะนอ้ ยกวา่ งานที่ให้กับเครือ่ งกลเสมอ
เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 1

เรื่อง เครอื่ งกลอยา่ งงา่ ย

เม่ือตอ้ งการยกรถยนตข์ นึ้ บนรถบรรทกุ ควรใชอ้ ปุ กรณห์ รอื
เคร่อื งมอื ใดชว่ ย เพราะเหตุใด

เมอ่ื ตอ้ งการยกต้สู นิ คา้ ลงเรือบรรทกุ ควรใชอ้ ุปกรณ์ หรือ
เครือ่ งมอื ใดชว่ ย เพราะเหตใุ ด

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 2

เรอ่ื ง เครือ่ งกลอยา่ งง่าย

พืน้ เอยี ง

การดงึ รถทดลองให้เคลื่อนทขี่ ้ึนไปตามพื้นเอียงจะออกแรงนอ้ ยกวา่ การดงึ รถทดลอง
ขน้ึ ในแนวด่ิง โดยยิ่งระยะทางตามพ้ืนเอยี งมากข้นึ แรงทใี่ ช้ก็จะยิง่ นอ้ ยลง แต่งานท่ี
ทาจะเทา่ กนั ไมว่ ่าจะดึงรถทดลองข้นึ ตรง ๆ หรือดงึ ตามแนวพน้ื เอยี ง

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 3

เร่ือง เครื่องกลอยา่ งง่าย

ดงั น้นั พน้ื เอยี งจงึ เปน็ เครอื่ งกลอยา่ งงา่ ยทีผ่ อ่ นแรงแตไ่ มผ่ ่อนงาน

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ต้น 4

เร่อื ง เครอื่ งกลอยา่ งง่าย

นกั เรยี นรจู้ กั เคร่ืองกลประเภทคานหรือไม่ ให้ชว่ ยกนั ยกตวั อย่าง

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 5

เรือ่ ง เคร่ืองกลอยา่ งงา่ ย

คาน

คานจะช่วยผ่อนแรงเมอ่ื ระยะห่างจากจดุ หมนุ ตัง้ ฉากกบั แนวแรงพยายามมากกว่า
ระยะห่างจากจุดหมนุ ต้งั ฉากกบั แนวแรงตา้ นทาน (l2> l1) แต่ปริมาณงานท่ีได้จาก
คานก็ยงั คงเท่ากบั งานที่ใหก้ ับคาน

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 6

เร่ือง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย

อปุ กรณท์ ี่ใชห้ ลกั การของคาน

7

เร่ือง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย

อปุ กรณท์ ี่ใชห้ ลกั การของคาน

8

เรอ่ื ง เครือ่ งกลอยา่ งงา่ ย

ประเภทของคานในชวี ติ ประจาวนั ได้เป็น 3 ประเภท ตามตาแหนง่ ของจุดหมนุ

คานอนั ดบั 1 คานท่จี ุดหมุนอยู่ระหว่างแรงพยายาม E และแรงตา้ นทาน L เชน่ คมี ตัดลวด

คอ้ นงดั ตะปู กระดานหก และกรรไกร คานอนั ดับ 1 จะช่วยผ่อนแรงเม่ือจดุ หมุน F อยใู่ กลแ้ รง
ตา้ นทาน แต่ไม่ชว่ ยผอ่ นแรงเมอ่ื อยูใ่ กล้แรงพยายาม

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 9

เรอื่ ง เครอื่ งกลอยา่ งงา่ ย

ประเภทของคานในชวี ติ ประจาวนั ได้เป็น 3 ประเภท ตามตาแหนง่ ของจดุ หมนุ

คานอันดับ 2 คานทีแ่ รงตา้ นทานอยูร่ ะหว่างจุดหมนุ และแรงพยายาม ดงั นั้น คานชนดิ นี้

จะชว่ ยผ่อนแรง เสมอ (l2 > l 1 เสมอ) เช่น รถเข็นทรายและเครอื่ งตัดกระดาษ

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 10

เรอ่ื ง เคร่อื งกลอยา่ งง่าย

ประเภทของคานในชวี ติ ประจาวนั ไดเ้ ป็น 3 ประเภท ตามตาแหนง่ ของจุดหมนุ

คานอันดับ 3 คานท่ีแรงพยายามอยรู่ ะหว่างจดุ หมุนและแรงตา้ นทาน ดังน้นั คานชนิดน้ี

จะตอ้ งออกแรง พยายามมากกวา่ แรงต้านทานเสมอ (l1 > l 2 เสมอ) แตอ่ ยา่ งไรกต็ าม
คานชนดิ น้ีชว่ ยอานวยความ สะดวกในการทางานไดเ้ ชน่ ไม้กวาดและทค่ี บี น้าแขง็

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ต้น 11

เร่ือง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย
รอกเด่ียว รอกเด่ียวเปน็ เครอ่ื งกลที่นิยมใชก้ ันมากในโรงงานอตุ สาหกรรมและงานกอ่ สรา้ ง เชน่

การซ่อมหรอื วางท่อประปา ท่อระบายน้า เราจะเหน็ คนใชร้ อกช่วยในการยกวตั ถหุ นกั มาก ๆ โดย
รอกจะติดต้งั อยกู่ บั ปน้ั จน่ั หรือคานของโรงงาน

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ต้น 12

เร่อื ง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย

รอกเดีย่ วแบง่ เปน็ 2 ประเภท คอื

1. รอกเดยี่ วตายตวั 2. รอกเดย่ี วเคลอ่ื นที่
รอกเดยี่ วตายตัวเป็นรอกทต่ี ิดอยู่ รอกเดีย่ วเคลอ่ื นทเ่ี ป็นรอกท่ีสามารถ
กับทีแ่ ละใชเ้ ชอื กเสน้ หน่งึ คลอ้ งอยู่ เคลื่อนทีไ่ ด้ขณะใชง้ าน ซึ่งจะเก่ียว
กบั รอก โดยปลายเชอื กขา้ งหนึ่ง วัตถุไว้กับตวั รอก และใช้เชอื กคล้อง
เก่ยี วอยู่กบั วตั ถุและปลายเชือกอกี กับรอกไว้ โดยผูกปลายเชือกขา้ งหน่ึง
ขา้ งหน่งึ ใช้สาหรับดึง ไว้กับเพดาน และปลายอกี ขา้ งหนึ่ง
ใช้ สาหรบั ดึง

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ต้น 13

1. รอกเดย่ี วตายตัว เร่อื ง เครอื่ งกลอยา่ งงา่ ย

การออกแรงดึงใหว้ ตั ถุเคลอื่ นที่ ข้นึ สงู จากพนื้ เป็น
ระยะทาง s จะต้องออกแรงดึงเชอื ก F ขนาดอย่าง
น้อยเท่ากับน้าหนกั ของวัตถุ mg เปน็ ระยะทาง s
เชน่ กัน ดงั นนั้ รอกเดย่ี วตายตัวจงึ ไมช่ ว่ ยผอ่ นแรง
แตจ่ ะชว่ ยใหส้ ามารถ ทางานไดส้ ะดวกขึน้

14

2. รอกเดย่ี วเคลอ่ื นท่ี เรอ่ื ง เครื่องกลอยา่ งง่าย

การออกแรงดงึ เป็นระยะทาง s รอกจะดงึ
วัตถุข้นึ เป็นระยะทางเพยี ง s/2 ถ้าไมม่ ี การ
สูญเสียงาน งานที่ให้กับรอกจะเทา่ กบั งานที่
ได้จากรอก ดังน้ัน เราจะออกแรงเพยี ง
ครึ่งหนึง่ ของน้าหนกั วตั ถทุ ตี่ อ้ งการยก

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 15

เร่ือง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย

อปุ กรณท์ ี่ใชห้ ลกั การของรอก

16

เรื่อง เครอื่ งกลอยา่ งง่าย

ลอ้ และเพลา ล้อและเพลาเปน็ เครื่องกลทเ่ี ปน็ ส่วนประกอบท่สี าคญั ของเครื่องจกั รชนดิ ต่าง ๆ เชน่

รถยนต์ เคร่ืองกลึง เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า เครือ่ งผสมอาหาร และสวา่ นไฟฟา้

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 17

เรอื่ ง เครือ่ งกลอยา่ งงา่ ย

งานท่ใี ห้กบั ลอ้ (F1s1 ) เท่ากบั งานทไี่ ด้จากเพลา
(F2s2 ) ถา้ ไม่มีการสูญเสยี งาน ในการ หมุน 1
รอบ การกระจัดทเ่ี กิดจากลอ้ มคี า่ มากกวา่ การ
กระจัดท่เี กิดจากเพลา (s1>s2 ) เพราะฉะนัน้
แรงที่กระทากับลอ้ จงึ มคี ่าน้อยกวา่ แรงทกี่ ระทากบั
เพลา (F1 < F2 ) หรือกล่าวไดว้ า่ เราใชแ้ รงดงึ
น้อยลงในการยกวตั ถุ

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ต้น 18

เรื่อง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย

อปุ กรณท์ ี่ใชห้ ลกั การของลอ้ และเพลา

19

เรื่อง เครอ่ื งกลอยา่ งง่าย

สกรู

สกรเู ปน็ เครอ่ื งกลท่ใี ช้สาหรบั ยกวตั ถุขึ้นที่สงู หรอื ใชย้ ดึ วตั ถเุ ขา้ ดว้ ยกัน ตัวอยา่ งทีพ่ บเหน็ กนั ท่ัวไป
คือ การใช้แมแ่ รงยกรถแบบสกรู

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ต้น 20

เร่ือง เครอ่ื งกลอยา่ งงา่ ย

ออกแรงหมนุ ครบ 1 รอบ ทร่ี ัศมี R ดว้ ยขนาดของแรง F ใน ทิศทางตั้งฉากกบั
รศั มี โดยไมม่ กี ารสูญเสยี งาน งานท่ใี หก้ บั สกรูจะเทา่ กับงานท่สี กรูทาได้ คือ สก
รูยกวัตถทุ ีม่ ีนา้ หนัก mg ข้นึ สูงจากเดิมด้วยระยะทางเท่ากบั ระยะหว่างระหวา่ ง
เกลยี ว h ดงั น้ัน สกรูจะชว่ ยเราผอ่ นแรงในการยกวัตถขุ นึ้ เมอื่ ระยะทางจากสกรู
ถึงตาแหน่งที่ออกแรง R มคี ่ามากเมอ่ื เปรยี บเทียบกับระยะหา่ งระหวา่ งเกลียว h

เพจวทิ ยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 21

เรื่อง เคร่อื งกลอยา่ งงา่ ย

ลิ่ม ลิ่มเปน็ เครือ่ งกลทีช่ ่วยผ่อนแรงมีรูปรา่ งสามเหลย่ี มใชส้ าหรบั ผา่ วัตถอุ อกจากกัน และใช้หนุน

หรือตรึงวตั ถุให้อย่กู บั ท่ี เช่น มดี ขวาน

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 22

เร่อื ง เครอื่ งกลอยา่ งง่าย

เมือ่ ให้งานกับล่ิมโดยออกแรง F ทาใหล้ ่ิมเข้าไปในวตั ถุเปน็ ระยะ H ลิ่มจะทางานได้โดย
แยกวัตถุออกจากกนั เปน็ ระยะ L ดว้ ยแรงเท่ากบั แรงตา้ น W จาก ภายในเน้ือวตั ถุ ถา้
ปรมิ าณงานทใี่ ห้ไม่มกี ารสญู เสยี งานท่ใี ห้กับลิม่ จะเท่ากับงานทไ่ี ดจ้ ากล่มิ ดงั นัน้ หากความ
ยาวของลม่ิ มากเมอ่ื เปรียบเทยี บกบั ความกวา้ งของล่มิ จะช่วยใหเ้ ราออกแรงไดน้ ้อยลง

เพจวิทยาศาสตร์ ประถม ม.ตน้ 23