คาน

คาน (กลศาสตร์) ในทางฟิสิกส์ หมายถึง วัตถุแข็งเกร็งที่ใช้โดยมีจุดหมุน เพื่อทวีคูณแรงเชิงกล ที่กระทำต่อวัตถุอื่น และนับเป็นตัวอย่างหนึ่งของหลักโมเมนต์ หลักของคานนั้นยังใช้จากการใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน และสถิตยศาสตร์สมัยใหม่ ความหมายในพจนานุกรมคือ เครื่องเรือนที่ยึดเสาและรองตง ทําด้วยไม้เป็นต้น, ไม้ทําอย่างรอด สําหรับรองรับของหนัก เช่น คานเรือ; ไม้สําหรับหาบหรือหามสิ่งของ ต่าง ๆ เรียกว่า ไม้คาน. ก. รองรับหรือเอาสิ่งใดสิ่งหนึ่งรองรับของหนัก ขึ้นไว้, ถ่วงนํ้าหนักกัน เช่น อํานาจของฝ่ายนิติบัญญัติกับอำนาจของฝ่าย บริหารคานกัน, โดยปริยายหมายความว่า ค้านกัน ยังตกลงกันไม่ได้

คาน (Lever) คือ เครื่องกลชนิดหนึ่งที่ใช้ดีด-งัดวัตถุให้เคลื่อนที่รอบจุดหมุน(จุดFulcrum)มีลักษณะแข็งเป็นแท่งยาว เช่นท่อนไม้หรือโลหะยาว คานอาจจะตรงหรือโค้งงอก็ได้ การทํางานของคานใช้หลักของโมเมนต์

หลักการของโมเมนต์ เรานำมาใช้กับอุปกรณ์ที่เรียกว่า คาน (lever) หรือคานดีดคานงัด คานเป็นเครื่องกลชนิดหนึ่งที่ใช้ดีดงัดวัตถุให้เคลื่อนที่รอบจุดหมด (fulcrum) มีลักษณะเป็นแท่งยาว หลักการทำงานของคานใช้หลักของโมเมนต์
ส่วนประกอบที่สำคัญในการทำงานของคานมี 3 ส่วนดังนี้

1. แรงความต้านทาน(W)หรือนํ้าหนักของวัตถุ

2.แรงความพยายาม(E)หรือแรงที่กระทำต่อคาน

3.จุดหมุนหรือจุดฟัลครัม(F=Fulcrum)

คานจำแนกได้เป็น 3 ประเภท หรือ 3 อันดับ ดังนี้
               คานอันดับที่ 1 เป็นคานที่มีจุดหมุน(F)อยู่ระหว่างแรงความพยายาม(E)และแรงความต้านทาน(W) เครื่องใช้ที่ใช้หลักของคานอันดับหนึ่ง ได้แก่ ชะแลง กรรไกรตัดผ้า แจว คีมตัดลวด กรรไกรตัดเล็บ
              คานอันดับที่ 2 คือ คานที่มีแรงความต้านทาน(W)อยู่ระหว่างแรงความพยายาม(E)และจุดหมุน(F)เครื่องใช้ที่จัดเป็นคานอันดับที่2 ไดแก่ รถเข็นดิน ที่เปิดขวด ที่ตัดกระดาษ

            คานอันดับที่ 3 คือคานที่มีแรงความพยายาม(E)อยู่ระหว่างแรงความต้านทาน(W)และจุดหมุน(F)
เครื่องใช้ที่จัดเป็นคานอันดับ 3 ได้แก่ แหนบ ตะเกียบ พลั่ว คีมคีบถ่าน ปากกา ไม้กวาดด้ามยาว

การผ่อนแรงของคานจะมีมากหรือน้อยให้พิจารณาจากจากระยะทางจาก Eถึง F และ W ถึง F ว่าระยะทาง EF ยาวหรือสั้นกว่า WF ถ้ายาวกว่า ก็จะผ่อนแรงถ้าสั้นกว่าจะไม่ผ่อนแรง

คำอธิบาย: http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432210110/17_files/17-3.JPG

รูปแสดงลักษณะของคาน
ส่วนประกอบของคาน ส่วนประกอบที่สำคัญในการทำงานของคานมี 3 ส่วน คือ
            1. จุดหมุนหรือจุดฟัลกรัม (Fulcrum) F
            2. แรงความต้านทาน (W) หรือน้ำหนักของวัตถุ
            3. แรงความพยายาม (E) หรือแรงที่กระทำต่อคาน
การจำแนกคาน คานจำแนกได้ 3 ประเภทหรือ 3 อันดับดังนี้
1. คานอันดับที่ 1 เป็นคานที่มีจุด (F) อยู่ระหว่างแรงความพยายาม (E) และแรงความต้านทาน (W) เช่น กรรไกรตัดผ้า กรรไกรตัดเล็บ คีมตัดลวด เรือแจว ไม้กระดก เป็นต้น

คำอธิบาย: http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432210110/17_files/17-4.JPG

รูปแสดงคานอันดับ 1

2. คานอันดับ 2 เป็นคานที่มีแรงความต้านทาน (W) อยู่ระหว่างแรงความพยายาม (E) และจุดหมุน (F) เช่น ที่เปิดขวดน้ำอัดลม รถเข็นทราย ที่ตัดกระดาษ เป็นต้น

รูปแสดงคานอันดับ 2

            3. คานอันดับที่ 3 เป็นคานที่มีแรงความพยายาม (E) อยู่ระหว่างแรงความต้านทาน (W) และจุดหมุน (F) เช่น ตะเกียบ คีมคีบถ่าน แหนบ เป็นต้น
คำอธิบาย: http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432210110/17_files/17-6.JPG
รูปแสดงคานอันดับ 3
            การผ่อนแรงของคาน จะมีค่ามากหรือน้อยโดยดูจากระยะ E ถึง F และ W ว่าถ้าระยะ EF ยาวหรือสั้นกว่าระยะ WF ถ้าในกรณีที่ยาวกว่าก็จะช่วยผ่อนแรง ถ้าสั้นกว่าก็จะไม่ผ่อนแรง
หลักการคำนวณเรื่องคาน มีดังนี้
            1. ถ้าโจทย์ไม่บอกน้ำหนักของคานมาให้ เราไม่ต้องคิดน้ำหนักของคาน ถือว่าคานนั้นเบามาก
            2. ในการคำนวณให้ถือว่า คานมีขนาดสม่ำเสมอกันตลอด
            3. ถ้าโจทย์บอกน้ำหนักคานมาให้ต้องคิดน้ำหนักคานด้วย โดยถือว่าน้ำหนักของคานจะอยู่จุดกึ่งกลางคานเสมอ
            4. เมื่อคานอยู่ในสภาวะสมดุล โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกาเท่ากับโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา
            5. โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา หรือโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกามีค่าเท่ากับ ผลบวกของโมเมนต์ย่อยแต่ละชนิด
            6. เมื่อมีแรงมากระทำที่จุดหมุน ค่าของโมเมนต์มีค่าเท่ากับศูนย์เพราะระยะทางเป็นศูนย์ ดังนี้
โมเมนต์ = แรง x ระยะทางตั้งฉากจากจุดหมุนถึงแนวแรง
= แรง x 0โมเมนต์ = 0

http://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewbulletin/2622-%E0%B8%84%E0%B8%B2%E0%B8%99+(Lever)?groupid=451