สรุปเนื้อหาเรื่อง การหมุน คืออะไร
การหมุน คือ การออกแรงกระทำกับวัตถุโดยไม่ผ่านศูนย์กลางมวลจนทำให้วัตถุเคลื่อนที่ในลักษณะหมุน ซึ่งวัตถุอาจจะหมุนอยู่กับที่หรือหมุนไปด้วยและเปลี่ยนตำแหน่งไปด้วย เราเรียกว่า การเคลื่อนที่แบบหมุน (Rotational motion)
การหมุนเกิดจากการออกแรงกระทำกับวัตถุ โดยแรงลัพธ์ไม่ผ่านศูนย์กลางมวล ทำให้เกิดปริมาณที่ได้จากการหมุนเรียกว่า โมเมนต์ของแรง หรือ ทอร์ก (Torque) และเมื่อวัตถุหมุนจะมีความเร็วรอบจุดหมุน เรียกว่า “ความเร็วเชิงมุม
เมื่อออกแรงกระทำกับวัตถุที่ไม่มีการเปลี่ยนรูปร่างซึ่งเรียกว่า วัตถุแข็งเกร็ง (Rigid body) เพื่อให้เกิดการหมุน โดยออกแรงในตำแหน่งที่ห่างจากจุดหมุนไม่เท่ากัน จะพบว่า วัตถุมีการต้านการหมุนไม่เท่ากัน เราเรียกปริมาณต้านการหมุนนี้ว่า โมเมนต์ความเฉื่อย
ความเร็วเชิงมุม คืออะไร
ความเร็วเชิงมุม คือ การกระจัดเชิงมุม () ที่กวาดไปรอบแกนหมุนในหนึ่งหน่วยเวลา
โดย
เป็นการกระจัดเชิงมุม เป็นปริมาณเวกเตอร์มีทิศตั้งฉากกับระนาบการหมุน มีหน่วยเป็นเรเดียน, rad
เป็นความเร็วเชิงมุม เป็นปริมาณเวกเตอร์มีทิศเดียวกับการกระจัดเชิงมุม มีหน่วยเป็นเรเดียน/วินาที, rad/s
เป็นเวลาขณะหนึ่ง
การหาทิศของกระจัดเชิงมุม หาได้โดยใช้มือขวากำรอบแกนหมุน นิ้วทั้งสี่แทนทิศการหมุน นิ้วหัวแม่มือทาบไปตามแกนหมุน ทิศของการกระจัดเชิงมุมจะมีทิศเดียวกับการชี้ของหัวแม่มือ ดังรูป
ความเร่งเชิงมุม คืออะไร
ความเร่งเชิงมุม คือ ปริมาณที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่แบบหมุนมีความเร็วเชิงมุมเปลี่ยนไป () ต่อหนึ่งหน่วยเวลา
ทอร์ก คืออะไร
ปริมาณที่ทำให้เกิดการหมุนของวัตถุรอบแกนหมุน เมื่อแรงอยู่ห่างจากจุดหมุนเป็นระยะ R โดยทอร์กเป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น นิวตัน-เมตร ขนาดของทอร์ก จะเท่ากับแรงคูณกับระยะทางที่ตั้งฉากจากจุดหมุนถึงแนวแรง
τ = r ×F
τ = คือ ทอร์กของแรง หน่วยเป็น นิวตัน-เมตร
r = คือ รัศมีการหมุนของวัตถุ หน่วยเป็นเมตร
F = คือ แรงที่กระทำต่อวัตถุในทิศตั้งฉากกับรัศมีของการหมุน หน่วยเป็นนิวตัน
โมเมนต์ความเฉื่อย คืออะไร
โมเมนต์ความเฉื่อย คือ ปริมาณที่ต้านการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่แบบหมุน หรือความเฉื่อยของการหมุนของวัตถุ
โมเมนต์ความเฉื่อยของวัตถุรูปต่างๆ รอบแกนสมมาตร
การหมุนของวัตถุทั้งหมดในตารางดังกล่าวเป็นการหมุนรอบแกนผ่านจุดศูนย์กลางมวล และเป็นแกนสมมาตรของวัตถุ มีหลักที่สามารถพิสูจน์ได้อยู่ว่า ถ้าเลื่อนแกนหมุนไปเป็นระยะ L ให้ขนานแกนสมมาตรเดิม โมเมนต์ความเฉื่อยจะเพิ่มขึ้นเท่ากับ ( ต้องนำค่า มาบวกค่าในตาราง )
