สนาม ของแรง ของแรง
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ E Book รายวิช วิ า ฟิสิกส์ เรื่อ รื่ ง สนามของแรง จัดทำ โดย นายกิตติพงษ์ ภูมาตย์ ชั้น ม.6/13 เลขที่ 24 เสนอ คุณครูธารทิพย จันทรนิมะ คุณครูสุวิม วิ ล แก้วกันยา โรงเรีย รี นกาฬสินธุ์พิทยาสรรพ์ สำ นักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา กาฬสินธุ์ เขต 24
คำ นำ หนังสืออิเล็กทรอนิกส์เล่นนี้ เป็นส่วนหนึ่งของ รายวิช วิ า ฟิสิกส์พื้นฐาน จัดทำ ขึ้นเพื่อศึกษา และให้ ความรู้เกี่ยวกับ เรื่อ รื่ ง สนามของแรง ผู้จัดทำ หวังเป็นอย่างยิ่งว่า ว่ หนังสือ อิเล็กทรอนิกส์เล่มนี้จะเป็นประโยชน์ต่อท่านผู้เข้ามา ศึกษาไม่มากก็น้อย หากผิดพลาดประการใด ผู้จัด ทำ ต้องขออภัยมา ณ ที่นี้ ผู้จัดทำ นายกิตติพงษ์ ภูมาตย์
ส า ร บั ญ ชื่ อ เ รื่ อ รื่ ง ห น้ า ส น า ม ข อ ง แ ร ง ส น า ม แ ม่ เ ห ล็ ก ส น า ม ไ ฟ ฟ้ า ส น า ม โ น้ ม ถ่ ว ง 12810
สนามของแรง เป็นบริเ ริ วณที่มีแรงกระทำ ต่อวัต วั ถุโดยแรง นั้นเป็นแรงไม่สัมผัส ซึ่งไม่สามารถสังเกตเห็น สนามของแรงได้ด้วยตา แต่สามารถรับรู้สราม ของเเรงได้จากการสังเกตผลของแรงที่กระทำ ต่อวัตถุที่อยู่ในสนามนั้นๆ สนามของแรงแบ่ง ได้ 3 ประเภท ได้แก่ 1.สนามแม่เหล็ก 2.สนาม ไฟฟ้า 3.สนามโน้มถ่วง
สนามแม่เหล็ก เมื่อนำ วัตถุที่ทำ ด้วยเหล็ก ไปวางใกล้แม่ เหล็ก แม่เหล็กจะดูดวัส วั ดุเหล่านั้นหรือ รื เมื่อนำ เข็มทิศมาวางในบริเ ริ วณรอบๆ แม่เหล็ก ก็จะมี แรงมากระทำ ให้เข็มทิศเบนไป แสดงว่า ว่ ใน บริเ ริ วณรอบแม่เหล็กมีสนามของแรงแม่เหล็ก กระทำ เรีย รี กว่า สนามแม่เหล็ก แม้ว่าจะมองไม่เห็นสนามแม่เหล็ก แต่เมื่อ ใช้ผงเหล็กโรยบนกระดาษ ที่วางบนแท่งแม่ เหล็ก แนวการเรีย รี งตัวของผงเหล็กรอบแท่ง แม่เหล็ก จะแสดงให้เห็นชัดเจนว่า ว่ มีสนามแม่ เหล็กในบริเ ริ วณนั้น เรีย รี กแนวการเรีย รี งตัวรอบ แท่งแม่เหล็กว่า เส้นสนามแม่เหล็ก
เมื่อวางเข็มทิศในบริเ ริ วณรอบๆแท่งแม่ เหล็ก จะได้แนวการวางตัวของเข็ม ว่า ว่ อยู่ใน แนวของเส้นสนามแม่เหล็ก เมื่อกำ หนดให้ ทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็กไปทางเดียวกับ ทิศที่ข้้วเหนือของเข็มชี้ไป จะได้ว่า ว่ เส้นสนามแม่ เหล็กมีทิศทางจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ของแท่ง แม่เหล็ก และทำ ให้รู้ว่า ว่ สนามแม่เหล็กใน บริเ ริ วณต่างๆ รอบแท่งแม่เหล็กมีค่าไม่เท่ากัน เข็มทิศ เป็นแม่เหล็กแท่ง เหล็กๆ หมุนได้และวาง ในแนวเหนือ-ใต้ โดยขั้ว เหนือจะชี้ไปทางทิศเหนือ
สนามแม่เหล็กสามารถดูดดึงและผลักวัส วั ดุ ขนาดใหญ่ได้ แต่ถ้าเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่ เป็นองค์ประกอบของอะตอม เช่น อิเล็กตรอน เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กจะถุก แรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กหรือ รื เเรงแม่เหล็ก กระทำ ทำ ให้แนวการเคลื่อนที่เปลี่ยนไป ผลของสนามแม่เหล็กต่อการเคลื่อนที่ของ อนุภาคที่มีปะจุไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำ เกิดจากการ เคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน เมื่ออิเลกตรอน เคลื่อนที่เข้าไปในสนามแม่เหล็กจะมีแรงแม่ เหล็กกระทำ ส่งผลให้แนวทางการเคลื่อนที่ เปลี่ยนแปลง เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำ วาง ตัดกับสนามแม่เหล็กจะมีแรงแม่เหล็กกระทำ ต่อตัวนำ มีผลให้ตัวนำ เคลื่อนที่ ทิศทางของ แรงแม่เหล็กขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสไฟฟ้า และสนามแม่เหล็ก หลักการนี้นำ ไปใช้ ประโยชน์ในการสร้างมอเตอร์และเครื่อ รื่ งวัด วั ไฟฟ้าต่างๆ ผลของสนามแม่เหล็กต่อการเคลื่อนที่ของ ตัวนำ ที่มีกระแสไฟฟ้าผ่าน
เมื่อเคลื่อนที่แม่เหล็กให้สนามแม่เหล็กตัด กับขดลวด หรือ รื เคลื่อนที่ขดลวดให้ตัดกับ สนามแม่เหล็กก็จะมีกระแสไฟฟ้าในขดลวด กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้น เรีย รี กว่า ว่ กระแสไฟฟ้า เหนี่ยวนำ ซึ่งพบโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ ในปี ค.ศ. 1831 หลักการดังกล่าวนำ ไปสู่ การสร้างเครื่อ รื่ งกำ เนิด ไฟฟ้า
การวางตัวของแท่งแม่เหล็กอยู่ในแนว เหนือใต้เช่นเดียวกับเข็มทิศ แสดงว่า ว่ โลกมี สมบัติเสมือนมีแม่เหล็กขนาดใหญ่ฝังอยู่ใน โลก โดยวางตัวในแนวทิศเหนือใต้และแผ่ สนามแม่เหล็กปกคลุมทั้งโลก เรีย รี กว่า ว่ สนาม แม่เหล็กโลก สนามแม่เหล็กโลกมีประโยชน์สำ คัญ คือ เป็นแนวป้องกันอันตรายจากลมสุริย ริ ะซึ่งเป็น กระแสอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ส่วนใหญ่เป็น โปรตอนและอิเล็กตรอนที่ถูกขับออกมาจาก ดวงอาทิตย์ โดยสนามแม่เหล็กโลกจะป้องกัน ไม่ให้อนุภาคเหล่านั้นทำ ลายชั้นบรรยากาศ และสิ่งมีชีวิต วิ สนามแม่เหล็กโลก
สนามไฟฟ้า ฟ้ ในวันที่อากาศแห้ง เมื่อนำ หวีม วี าถูกับผม แห้งๆ แล้วนำ ไปวางใกล้เศษกระดาษ จะพบว่า ว่ หวีส วี ามารถดูดเศษกระดาษได้ แรงดึงดูดนี้เป็น แรงไฟฟ้า และหวีที่ วีที่ ทำ ให้เกิดแรงดึงดูดนี้มี ประจุไฟฟ้า เรีย รี กสั้นๆว่า ว่ ประจุ ซี่งมีทั้งบวก และลบ ประจุไฟฟ้าจะมีสนามไฟฟ้า แผ่กระจายใน บริเ ริ วณรอบประจุ
อนุภาคที่มีประจุเมื่ออยู่ในสนามไฟฟ้าจะ ถูกแรงเนื่องจากสนามไฟฟ้าหรือ รื แรงไฟฟ้า กระทำ ต่ออนุภาคนั้นให้เคลื่อนที่ในทิศทาง เดียวกับสนามไฟฟ้า ส่วนอนุภาคที่มีประจุลบ จะเคลื่อนที่ในทิศทางตรงข้ามกับสนามไฟฟ้า ในการทำ ให้ลำ อิเล็กตรอนเบนไปจากแนว เดิม นอกจากจะใช้สนามแม่เหล็กแล้ว ยังใช้ สนามไฟฟ้าได้ด้วย ซึ่งความรู้เกี่ยวกับหารเบน ของลำ อิเล็กตรอนในสนามไฟฟ้า นำ ไปสู่การ สร้างจอแสดงผลของเครื่อ รื่ งมือและอุปกรณ์ หลายชนิด
สนามโน้มถ่วง เมื่อปล่อยวัตถุ วัตถุจะตกสู่พื้นโลก เนื่องจากรอบโลกมีสนามโน้มถ่วง ทำ ให้เกิด แรงดึงดูดกระทำ ต่อมวลวัต วั ถุทั้งหลาย แรงดึงดูดนี้เรีย รี กว่า แรงโน้มถ่วง สนามโน้มถ่วงของโลกสัญลักษณ์ g มี เส้นสนามพุ่งสู่ศูนย์กลางของโลก มีค่า ประมาณ 9.8 N/Kg
การเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง วัตถุที่อยู่ในสนามโน้มถ่วงของโลกจะถูก โลกดูด ดังนั้นเมื่อปล่อยวัต วั ถุให้ตกบริเ ริ วณใกล้ ผิวโลก แรงดึงดูดของโลกจะทำ ให้วัต วั ถุ เคลื่อนที่เร็วขึ้น นั่นคือความเร่ง การตกของวัตถุที่มีมวลต่างกันในสนาม โน้มถ่วงวัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว เรีย รี กว่า ความเร่งโน้มถ่วง มีทิศทางเข้าสู่ ศูนย์กลางของโลก ความเร่งโน้มถ่วงมีค่าต่าง กันตามตำ แหน่งภูมิศาสตร์ แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำ ต่อวัต วั ถุ คือ น้ำ หนักของวัตถุบนโลก หาได้จากสมการ W = mg
Thank you!