การศึกษาโมเมนต์ความเฉื่อยรอบจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุรูปเรขาคณิตแบบแผ่นบาง โดยใช้ทฤษฎีแกนขนานด้วยชุดทดลองฟิสิกัลเพนดูลัม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาค่าโมเมนต์ความเฉื่อยรอบจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุรูปเรขาคณิตแบบแผ่นบาง โดยใช้ทฤษฎีแกนขนานด้วยชุดทดลองฟิสิกัลเพนดูลัม โดยการใช้แผ่นอะคริลิกวัตถุรูปเรขาคณิตสามรูปแบบ ได้แก่สี่เหลี่ยมผืนผ้า สามเหลี่ยมมุมฉาก และสามเหลี่ยมหน้าจั่ว เพื่อศึกษาโมเมนต์ความเฉื่อยรอบจุดศูนย์กลางมวล จุดศูนย์ถ่วงของมวล การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกและทฤษฎีแกนขนานด้วยชุดทดลองฟิสิกัลเพนดูลัม ผลการวิจัยพบว่าค่าโมเมนต์ความเฉื่อย รอบจุดศูนย์กลางมวลที่หาได้จากการทดลองมีความสอดคล้องกับค่าการคำนวณทางทฤษฎีอย่างยอดเยี่ยม โดยพบว่ามีความแตกต่างกันไม่เกินร้อยละ 5 กรณีการศึกษาแนวโน้มของตำแหน่งที่ทำให้คาบการแกว่งมีค่าน้อยสุด โดยนำข้อมูลคาบเฉลี่ยมาเขียนกราฟระหว่างคาบเฉลี่ยกับระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางมวล ทำให้ได้ความสัมพันธ์ของคาบเฉลี่ยกับระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางมวลในรูปของสมการพหุนามกำลังสอง และสมการพหุนามกำลังสี่ ทำการหาจุดวิกฤติเพื่อคำนวณคาบเวลาเฉลี่ยในการแกว่งที่น้อยที่สุด และเทียบกับค่าเวลาที่น้อยที่สุดทางทฤษฎี พบว่าคาบเวลาเฉลี่ยที่น้อยที่สุดที่เกิดจากผลการแกว่ง และเปรียบเทียบกับผลการคำนวณทางทฤษฎีพบว่ามีความใกล้เคียงกันอย่างมาก โดยมีค่าความแตกต่างกันในระดับมิลลิวินาทีเท่านั้น งานวิจัยนี้ยังนำเสนอรูปแบบการทำการทดลองอย่างง่าย ประหยัด สำหรับการศึกษาโมเมนต์ความเฉื่อยรอบจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุรูปเรขาคณิตแบบแผ่นบาง
Article Details
References
2. Cutnell, J.D. & Johnson, K.W. (2005). Physics. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons.
3. Russeva. G.B., Tsutsumanova, G.G. and Russev, S.C. (2010) An experiment on a physical Pendulum and Steiner’s Theorem. Physics Education, January 2010, pp.59-62.
4. Stroud, K.A. and Matthews, J.C. (1987). Period of a rigid pendulum pivoting on flattened knife edges. Physics Education, 22, 170.