โมเมนต์และคาน

       โมเมนต์ของแรง(Moment of Force) คือผลของแรงที่ทำให้วัตถุเกิดการหมุนรอบจุดจุดหนึ่ง มีหน่วยเป็นนิวตัน-เมตร (N-m)

ขนาดของโมเมนต์มีค่าเท่าแรงคูณระยะตั้งฉากจากจุดหมุนถึงแนวแรง

โมเมนต์ของแรง                 =             F × L

F             แทน       ขนาดของแรง

L             แทน       ระยะทางที่ตั้งฉากจากแนวการกระทำของแรงถึงจุดหมุน

ชนิดของโมเมนต์ แบ่งตามทิศทางการหมุนได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่

1.โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา คือผลหมุนของแรงที่ทำให้วัตถุหมุนรอบจุดหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา

2.โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา คือผลหมุนของแรงที่ทำให้วัตถุหมุนรอบจุดหมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกา

**ถ้ามีแรงหลายแรงมากระทำต่อวัตถุ แล้ววัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลแสดงว่า

ผลรวมของโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา               =             ผลรวมของโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา

ตัวอย่าง

คานอันหนึ่งเบามากมีวัตถุน้ำหนัก 30 นิวตันแขวนที่ปลายคานข้างหนึ่ง และอยู่ห่างจุดหมุน 5 เมตร จงหาว่าจะต้องแขวนน้ำหนัก 15 นิวตัน ทางด้านตรงกันข้ามที่ใดคานจึงจะสมดุล

ผลรวมของโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา               =             ผลรวมของโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา

                                                15 × x                                    =                             30 × 5

                                                     x                                       =                             10

ต้องแขวนน้ำหนัก 15 นิวตัน ห่างจากจุดหมุน 10 เมตร

       คาน (lever) จำแนกออกเป็น 3 อันดับคือ

1.คานอันดับหนึ่ง จุดหมุน(fulcrum : F) จะอยู่ระหว่างแรงพยายาม (effort : E) กับแรงต้านทานหรือน้ำหนัก(load : L)

คุณลักษณะเฉพาะกรณีจุดหมุนอยู่ใกล้แรงต้านทานหรือน้ำหนัก

·       คานทำให้เกิดแรงมากๆจากแรงน้อยๆได้ (L > E)

·       แขนของแรงพยายามมีความยาวมากกว่าแขนของแรงต้านทานหรือน้ำหนัก

·       ออกแรงน้อย ใช้ในการเคลื่อนที่วัตถุที่มีน้ำหนักมาก (E < L)

ตัวอย่างเช่น คีมตัดลวด กรรไกร ตาชั่งจีน ค้อน

คุณลักษณะเฉพาะกรณีจุดหมุนอยู่ใกล้แรงพยายาม

·       คานทำให้เกิดการเคลื่อนไหวมากๆจากการเคลื่อนไหวน้อยๆ

·       แขนของแรงพยายามสั้นกว่าแขนของแรงต้านทาน

·       ออกแรงมากๆใช้เคลื่อนที่น้ำหนักน้อยๆ (E > L)

ตัวอย่างเช่น ครกกระเดื่อง ถังขยะมีฝาปิด

2.คานอันดับสอง แรงต้านทานหรือน้ำหนักอยู่ระหว่างจุดหมุนและแรงพยายาม

คุณลักษณะเฉพาะ

·       ทำให้เกิดแรงมากๆจากแรงน้อยๆ (L > E)

·       จุดหมุนอยู่ไกลจากแรงพยายามมากกว่าแรงต้านทานหรือน้ำหนัก ช่วยเพิ่มแรงพยายามในการหมุนของแรงพยายามได้

ตัวอย่างเช่น ที่เปิดขวด คีมตัดผลไม้เปลือกแข็ง รถเข็นปูน เครื่องตัดกระดาษ

3.คานอันดับสาม แรงพยายามอยู่ระหว่างจุดหมุนและแรงต้านทานหรือน้ำหนัก

คุณลักษณะเฉพาะ

·       ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวมากๆจากการเคลื่อนไหวน้อยๆ

·       แขนของแรงพยายามสั้นกว่าแขนของแรงต้านทานหรือน้ำหนัก

·       ออกแรงมากๆใช้เคลื่อนที่น้ำหนักน้อยๆ (E > L)