งาน / กำลัง / พลังงาน /พลังงานจลน์ / พลังงานศักย์ 

ทฤษฎีพลังงาน /กฎการอนุรักษ์พลังงาน /ประสิทธิภาพ 

--------------------------------------------------------------------------------

งาน  

 
 โดยแรง F และการกระจัด S จะต้องอยู่ในแนวเดียวกัน
งานเป็นปริมาณสเกลลาร์ หน่วยของงาน คือ นิวตัน.เมตร หรือ จูล(J)

* ถ้าแรง F มีทิศเดียวกับการกระจัด S จะเป็นแรงช่วย งานW จะมีเครื่องหมายเป็นบวก
* ถ้าแรง F มีทิศเตรงข้ามกับการกระจัด S จะเป็นแรงต้าน งานW จะมีเครื่องหมายเป็นลบ
* ถ้าแรง F ตั้งฉากกับการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ จะไม่เกิดงาน
* ถ้าแรง F ทำมุมกับแนวการเคลื่อนที่ ต้องแตกแรงให้อยู่ในแนวเดียวกับการเคลื่อนที่ก่อน

(http://www.bs.ac.th/lab2000/physicweb/Image48.gif)  
 

 W     = งาน มีหน่วยเป็นจูล J หรือนิวตัน - เมตร
 F      = แรง มีหน่วยเป็น นิวตัน
 S      = ระยะทาง มีหน่วยเป็น เมตร   
  = มุมที่อยู่ระหว่างแรง (F) กับระยะทาง (S)

กำ ลั ง ( P o w e r ,P)

กำลัง (P) คือ งานที่ทำใได้ใน 1 วินาที หรือ อัตราการทำงาน

P = กำลัง มีหน่วยเป็น วัตต์
W = งานที่ทำได้ มีหน่วยเป็น จูล
t = เวลาที่ใช้ มีหน่วยเป็น วินาที  

 " โดย F จะต้องเป็นแรงหรือองค์ประกอบของแรงที่อยุ่ในแนวการเคลื่อนที่ "

กำลังเป็นปริมาณสกลลาร์ หน่วยเป็นจูล/ วินาที หรือ เรียกว่า วัตต์ (Watt เขียนย่อว่า W)
กำลังมีหน่วยที่นิยมใช้อีกหน่วยหนึ่ง คือ กำลังม้า (Horse power,H.p.) โดย

1 กำลังม้า (H.P.)  = 746 วัตต์

พ ลั ง ง า น (E n e r g y , E)

 พลังงาน คือ ความสามารถของวัตถุที่จะทำงานได้(หรือ พลังงาน คือ งานที่วัตถุทำได้)

 พลังงานเป็นปริมาณสเกลาร์ พลังงานมีหน่วยคือ จูล(J)

พลังงานกล แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ

1. พลังงานจลน์ (K.E. - kinetic Energy) เป็นพลังงานที่อยู่ในวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่

2. พลังงานศักย์(P.E. - potenxtial energy) เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุ

พลังงานจลน์
เป็นพลังงานที่อยู่ในวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่

(http://www.bkw.ac.th/content/snet3/kung/Kinetic/move.gif)

E_k = พลังงานจลน์ที่เปลี่ยนไปมีหน่วยเป็น จูล (ตอนปลาย - ตอนต้น)

m = มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็น กิโลกรัม

v = ความเร็วของวัตถุ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที

พลังงานศักย์

 เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุ แบ่งเป็น

 2.1 พลังงานศักย์โน้มถ่วง (E_P) มีขนาดเท่ากับงานที่ใช้ในการเปลี่ยนตำแหน่งความสูงของวัตถุจากพื้นล่าง 

E_P = พลังงานศักย์โน้มถ่วง มีหน่วยเป็นจูล

m = มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม

g = ค่าแรงโน้มถ่วง

h = ความสูงระยะห่างจากระดับอ้างอิง มีหน่วยเป็นเมตร

2.2 พลังงานศักย์ยืดหยุ่น(E_P) เป็นพลังงานที่มีอยู่ ในวัตถุที่มีความยืดหยุ่น เช่น หนังยาง สปริง ฯลฯ

F = แรงยืดหยุ่นสปริง

k = ค่าคงตัวของสปริง มีหน่วยเป็น นิวตัน/เมตร

s = ระยะยืดของสปริง มีหน่วยเป็น เมตร

E_P = พลังงานศักย์ยืดหยุ่น มีหน่วยเป็น จูล

ท ฤ ษ ฎี พ ลั ง ง า น

 งานทั้งหมด 

 
v = ความเร็วต้น

u = ความเร็วปลาย

หลักการของการทำงานของเครื่องกลทุกชนิด

กฎการอนุรักษ์พลังงาน (Conservation of energy)

"พลังงานเป็นสิ่งที่ไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้ และไม่สามารถที่จะทำให้สูญหายไปได้ ดังนั้นพลังงานรวมทั้งหมดของวัตถุก้อนใดก้อนหนึ่งไม่ว่าอยู่ตำแหร่งใด ๆ ย่อมมีค่าเท่ากันทุก ๆ ตำแหน่ง " กฏนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่อไม่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุยกเว้นแรงโน้มถ่วงและแรงสปริง

ผลรวมของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ของวัตถุ เรียกว่า พลังงานกลรวมวัตถุ 

ป ร ะ สิ ท ธิ ภ า พ

ประสิทธิภาพ (Eff) เป็นอัตราส่วนบอกให้ทราบว่าเครื่องกลนั้นๆ จะทำงานออกมาได้กี่เท่าของงานที่ใส่เข้าไป มักตอบเป็นร้อยละ หรือ เปอร์เซ็น

*(ไม่มีหน่วย) 

>>ถ้าเครื่องกลสมบูรณ์ ประสิทธิภาพเป็น100% จะทำให้

W _Out =  W _in

P _Out = P _in

A.M.A = T.M.A

สูตร