ฟิสิกส์ ของแข็งและของไหล

ของแข็งและของไหล

สรุปเนื้อหาเรื่อง ของแข็งและของไหล คืออะไร

สสารและสิ่งของต่างๆ ในสภาพปกติทั่วไปจะมี 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลวและแก๊ส ซึ่งของเหลวหรือแก๊สสามารถเรียกว่า ของไหล ได้ เนื่องจากของเหลวและแก๊สสามารถไหลได้นั่นเอง

 

สภาพยืดหยุ่นของของแข็ง (clasticity)

สภาพยืดหยุ่นของของแข็ง คือ สสารในสถานะของแข็งมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมลกุลมากพอที่จะทำให้โมเลกุลของของแข็งอยู่ใกล้กันและรูปทรงของของแข็งไม่เปลี่ยนแปลงมาก ของเข็งจะมีรูปร่างและปริมาตรคงตัว สำหรับของแข็งที่ถูกแรงกระทำแล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปจากเดิม และเมื่อหยุดแรงกระทำวัตถุสามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้ แต่หากหยุดแรงกระทำแล้ววัตถุคงรูปร่างที่เปลี่ยนไป เรียกว่า มีสภาพพลาสติก (plasticity)

 

ความเค้นและความเครียดของของแข็ง

  • ความเค้นตามยาว (longitudinal stress) คือ แรงกระทำตั้งฉากต่อหน่วยพื้นที่หน้าตัดของวัตถุ ซึ่งเป็นปริมาณสเกลลาร์ มีหน่วยเป็น นิวตันต่อตารางเมตร
  • ความเครียด (Tensile train) คือ อัตราส่วนระหว่างความยาวที่เพิ่มขึ้นต่อความยาวเดิม โดยความเครียดนั้นเป็นปริมาณสเกลลาร์ และไม่มีหน่วย

 

มอดุลัสของยัง (Young’s modulus) คือ อัตราส่วนระหว่างความเค้นตามยาวต่อความเศรียดตามยาว

ของแข็งและของไหล
ของแข็งและของไหล

 

ความตึงผิวของของเหลว

ความตึงผิว(Surface tension) คือ อัตราส่วนของแรงที่กระทำไปตามผิวของเหลวต่อความยาวของผิวที่ถูกแรงกระทำ ซึ่งความยาวนี้ต้องตั้งฉากกับแรงด้วย ความตึงผิวมีหน่วยเป็น นิวตันต่อเมตร ส่วนแรงตึงผิวของของเหลว คือ แรงชนิดหนึ่งที่พยายามยึดผิวของเหลวไว้ แรงดึงผิวของของเหลวจะมีทิศขนานกับผิวของของเหลวและตั้งฉากกับเส้นขอบที่ของเหลวสัมผัส โดย

  • ค่าความตึงผิวของของเหลวแต่ละชนิดจะมีค่าไม่เท่ากัน
  • ค่าความตึงผิวจะลดลงเมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น
  • สำหรับของเหลวชนิดเดียวกันค่าความตึงผิวจะเปลี่ยนไป เมื่อมีสารมาเจือปน เช่น น้ำสบู่ น้ำเกลือ จะมีความตึงผิวน้อยกว่าความตึงผิวของน้ำ

 

ความหนืดของของเหลว

ความหนืด คือ คุณสมบัติของของไหลในการต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุในของไหลนั้น มีหน่วยเป็น นิวตัน-วินาทีต่อตารางเมตร

ส่วนแรงหนืด คือ แรงเสียดทานภายในของไหล หรือแรงต้านทานการเคลื่อนที่ของวัตถุที่เกิดภายในของไหลนั้น ซึ่งจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็ว พื้นที่ผิวของของไหล และเป็นปฏิภาคกลับความหนาแน่นของของไหล โดยความหนืดในของเหลวนั้นเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ซึ่งจะมีค่าลดลงเมื่อของเหลวมีอุณหภูมิสูงขึ้น ทั้งนี้ ของไหลที่มีความหนืดสูงจะเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าของไหลที่มีความหนืดต่ำ

ของแข็งและของไหล
ของแข็งและของไหล

 

กฎของสโตกส์ ( Stokes Law ) คืออะไร

กฎของสโตกส์
กฎของสโตกส์

 

ของไหลสถิต

  • แรงดัน ( Force , F ) คือ ผลคูณระหว่างความดันกับพื้นที่ ๆ ถูกแรงกระทำ แรงดันเป็นปริมาณเวกเตอร์มีหน่วยเป็น นิวตัน
  • ความดัน ( P ressure , P ) คือ อัตราส่วนระหว่างแรงที่กระทำต่อพื้นที่ ๆ ถูกแรงกระทำโดยพื้นที่นั้นต้องตั้งฉากกับแรงกระทำด้วยความดันเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นนิวต้นต่อตารางเมตรหรือพาสคัล (Pa)
  • ความดันในของเหลว จะขึ้นอยู่กับความลึก โดยความดันนั้นมีหลายชนิด ได้แก่
    • ความดันบรรยากาศ (Atmospheric Pressure , Pa)
    • ความดันเกจ (Gauge Pressure , Pg)
    • ความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure , P)
ของแข็งและของไหล
ของแข็งและของไหล
  • เครื่องมือวัดความดัน
    • บารอมิเตอร์ปรอท
    • บารอมิเตอร์แอนีรอยด์
    • แมนอมิเตอร์

 

กฎของปาสคาล

กฎของปาสคาลกล่าวว่า “ถ้าให้ความดันแก่ของเหลวที่อยู่ในภาชนะปิดใดๆ ความดันนั้นจะส่งไปทั่วทุก ๆ ส่วนของของเหลว และที่ผนังของภาชนะซึ่งบรรจุของเหลวนั้น ” กฎของปาสคาลแสดงให้เห็นได้โดยเครื่องอัดไฮดรอลิก (hydraulic press)

 

หลักของอาร์คีมีดิส

“เมื่อวัตถุทั้งก้อนหรือเพียงบางส่วนจมลงในของเหลว ของเหลวจะออกแรงในทิศขึ้นกระทำต่อวัตถุมีขนาดเท่ากับขนาดน้ำหนักของของเหลวซึ่งถูกแทนที่และแรงนี้คือแรงลอยตัวของของเหลวนั้นเอง”

 

ตัวอย่างข้อสอบ ของแข็งและของไหล

1. ถังน้ำเปิดฝาสูง 2 เมตรบรรจุน้ำอยู่เต็มถังตั้งบนฐานสูง 3.8 เมตร ถ้าเจาะรูด้านข้างถังโดยสูงจากก้นถังขึ้นมา 1.2 เมตร จงหาว่าน้ำจะพุ่งออกจากรูที่เจาะด้วยความเร็วเท่าไร

ก. 4.0 m/s
ข. 4.9 m/s
ค. 6.8 m/s
ง. 10.0 m/s

2. น้ำไหลผ่านสายน้ำดับเพลิงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 6.0 เซนติเมตร ด้วยอัตรา 0.02 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ปลายสายฉีดดับเพลิงมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.0 เซนติเมตร จงหาอัตราเร็วที่น้ำไหลออกจากปลายดับเพลิง

ก. 0.06 เมตรต่อวินาที
ข. 0.18 เมตรต่อวินาที
ค. 66.7/T เมตรต่อวินาที
ง. 200/T เมตรต่อวินาที

3. น้ำไหลลงมาตามสายยางที่มีพื้นที่หน้าตัดเป็นวงกลมขนาด 1.0 cm2 ด้วยอัตราเร็ว 4.0 m /s จงหาอัตราเร็วของน้ำในสายยางดังกล่าวถ้าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของสายยางลดลงเป็น 1/2เท่าของค่าเดิม

ก. 1.0 m/s
ข. 4.0 m/s
ค. 8.0 m/s
ง. 16 m/s

 

ฟิสิกส์ ม. ปลาย ต้องเรียนเรื่องอะไรบ้าง

การเรียนฟิสิกส์ ม.ปลาย ตั้งแต่ฟิสิกส์ ม.4  ฟิสิกส์ ม.5 หรือ ฟิสิกส์ ม.6 นอกจากเรื่องของแข็งและของไหลที่จะต้องเจอแล้ว การเรียนวิชานี้ยังครอบคลุมไปถึงเรื่องอื่น ๆ ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเรื่องการเคลื่อนที่แนวตรง, การเคลื่อนที่แบบต่างๆ, กฎนิวตัน, โมเมนตัม, งานและพลังงาน, การหมุน, แรงและกฏการเคลื่อนที่, การเคลื่อนที่แนวโค้ง, การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย, ของไหล, สมดุลกล, คลื่นกล, คลื่นเสียง, แสง, ความร้อน, ไฟฟ้าสถิต, ไฟฟ้ากระแสตรง, สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า, ไฟฟ้ากระแสสลับ, ฟิสิกส์อะตอม, ฟิสิกส์นิวเคลียร์ และอื่น ๆ ดังนั้น ใครที่กำลังเตรียมตัวจะเลือกเรียนสายวิทย์ หรือกำลังเรียนสายวิทย์อยู่ ก็จะต้องเจอกับการเรียนเรื่องต่าง ๆ เหล่านี้อย่างแน่นอน

 

ครู ฟิสิกส์

 

คอร์สเรียน Private ตัวต่อตัว

เป็นคอร์สเรียนที่ผู้เรียนสามารถออกแบบการเรียนให้เหมาะกับตัวเองได้เป็นอย่างดี ไม่ว่าจะเรียนเพื่อติวสอบปลายภาค, ติวเพิ่มเกรด, กวดวิชาเข้ามหาวิทยาลัย ก็สามารถเลือกได้ตามแบบที่เราต้องการได้ด้วยหลักสูตรจำนวน 10 ชม. แต่หากใครที่พื้นฐานอ่อนหรืออยากมาเรียนเนื้อหาล่วงหน้าก็สามารถเพิ่มชั่วโมงเรียนให้เหมาะสมกับเราได้

 

เรียน ติว ฟิสิกส์ ของแข็งและของไหล ตัวต่อตัว
จำนวนนักเรียน จำนวนชั่วโมง

10 ชม.
recommemded
20 ชม.

30 ชม.

40 ชม.
1 คน 8,000 ฿ 16,000 ฿ 24,000 ฿ 32,000 ฿
2 คน
( ประหยัดถึง 25% )
12,000 ฿ 24,000 ฿ 36,000 ฿ 48,000 ฿
3 คน
( ประหยัดถึง 40% )
14,400 ฿ 28,800 ฿ 43,200 ฿ 57,600 ฿
แถมฟรี 2 ชม. แถมฟรี 4 ชม.
หมายเหตุ :
คอร์สเรียนส่วนตัวออนไลน์ ผ่านทาง Zoom ผู้เรียนสามารถเลือกวันและเวลา เรียนเองได้