Previous Page  10 / 62 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 10 / 62 Next Page
Page Background

พื้น

m

h

m

x

ปล

อยมวล

m

จากสภาพหยุดนิ่งที่

ระยะสูง

h

วัดจากปลายสปริง

มวล

m

ลงมาหยุดนิ่งที่

ระยะยุบเท

ากับ

x

สถานการณ์

สปริงตั้งอยู่ในแนวดิ่ง มีค่านิจสปริงเป็น

k

N/m ปล่อย

ก้อนมวล

m

จากระยะสูง

h

วัดจากปลายด้านบนของสปริง

ก้อนมวล

m

ตกลงที่ปลายสปริงและอัดสปริงลงไป อยาก

ทราบระยะยุบสูงสุดของสปริง

เนื้อความ

หากถามค�

าถามนี้กับนิสิต นักศึกษา หรือนักเรียนมัธยมปลาย

จ�

านวนมาก (หรือแม้แต่คุณครู) ก็จะได้ค�

าตอบที่ว่า ระยะ

x

ดัง

กล่าวสามารถหาได้จากความสัมพันธ์

mg

kx mg x

k

  

ซึ่งเป็นค�

าตอบที่ผิด เพราะ?

................................................................................................

ก่อนที่ท่านจะอ่านบรรทัดถัดไป อยากให้ละสายตาจาก

บทความนี้และลองคิดหาค�

าตอบ

................................................................................................

เราอาจโต้แย้งว่าค�

าตอบนี้ผิดได้ด้วยเหตุผลง่าย ๆ ที่ว่า

ท�

าไมระยะ

x

จึงไม่ขึ้นกับต�

าแหน่งที่ปล่อยวัตถุ (ไม่มีค่า

h

ใน

ค�

าตอบ) เพราะเราทุกคนมีประสบการณ์ตรงกันว่า ยิ่งปล่อย

สูงเท่าใด สปริงก็ต้องยุบเยอะขึ้นเท่านั้น (ถ้า

h

มาก ค่า

x

ต้องมากตามไปด้วย)

แต่ความสัมพันธ์

kx mg

=

ก็ไม่น่าจะผิดเพราะเมื่อแรง

สมดุล วัตถุก็ควรหยุดนิ่ง..........ไม่ใช่หรือ?

ผิดครับ เมื่อแรงสมดุล วัตถุจะมีความเร่งเท่ากับศูนย์

ซึ่งแปลความหมายได้เพียงว่า ก่อนหน้าที่วัตถุจะเข้าสู่สมดุล

แรงเป็นอย่างไร เมื่อเกิดสมดุลแรง วัตถุก็เพียงรักษาสภาพ

การเคลื่อนที่เดิมไว้ชั่วครู่ จนกว่าจะไม่เกิดสมดุลแรง ใน

สถานการณ์นี้ ขณะที่ก้อนมวลก�

าลังเคลื่อนที่ลงมา ปริมาณ

kx

ก็ก�

าลังเพิ่มขึ้นเข้าใกล้ค่า

mg

เข้าไปทุกขณะ แต่แรงลัพธ์ก็

ยังมีทิศลงอยู่ เมื่อเกิดเงื่อนไข

kx mg

=

ขึ้น ก้อนมวลดังกล่าว

“ก�

าลังเคลื่อนที่” อยู่ ดังนั้นก้อนมวลนี้จะไม่หยุด แต่จะยังคง

เคลื่อนที่ต่อไป (รักษาสภาพเฉื่อย) ดังนั้นระยะยุบสูงสุดของ

สปริงจึงไม่ใช่ปริมาณ

mg

k

แต่มีค่ามากกว่านี้

Misconceptual Physics

เรื่อง กำรหำระยะยุบของสปริง

จำกกำรปล่อยตกของมวลในแนวดิ่ง

ผศ. ดร.สมชาย เกียรติกมลชัย

ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

นิตยสาร สสวท.

10