คาน ในทางฟิสิกส์ หมายถึง วัตถุแข็งเกร็งที่ใช้โดยมีจุดหมุน เพื่อทวีคูณแรงเชิงกล ที่กระทำต่อวัตถุอื่น และนับเป็นตัวอย่างหนึ่งของหลักโมเมนต์ หลักของคานนั้นยังใช้จากการใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน และสถิตยศาสตร์สมัยใหม่
การศึกษาสมัยแรกๆ
มีงานเขียนที่ยังคงหลงเหลือที่เก่าที่สุด ซึ่งกล่าวถึงเรื่องคานนั้น เป็นผลงานของอาร์คีมีดิสตั้งแต่ 3 ศตวรรษก่อนคริสตกาล โดยเขากล่าวว่า "ขอที่ให้ฉันยืนเถิด แล้วฉันจะเคลื่อนโลกให้" (Give me the place to stand, and I shall move the earth) นี่คือคำพูดของอาร์คิมิดีส ผู้ระบุไว้อย่างเป็นหลักการ ถึงหลักทางคณิตศาสตร์ที่ถูกต้องของคาน (อ้างจาก Pappus of Alexandria)
ในอียิปต์โบราณนั้น ผู้สร้างอาคารหรือพีระมิด จะใช้คานเพื่อย้ายและยกโอบีลิสก์ (obelisk) ซึ่งมีน้ำหนักกว่า 100 ตัน ได้
แรงและคาน
แรงที่กระทำจะเป็นสัดส่วนตามอัตราส่วนของความยาวของแขนคาน ซึ่งวัดระหว่างจุดหมุน และจุดที่มีแรงมากระทำ ที่ปลายแต่ละด้านของคาน
คาน 3 ระดับ
คานอันดับที่ 1
คานระดับที่ 1 เป็นคานที่มีจุดหมุนระหว่างแรงกดและแรงยก และกระทำโดยออกแรงกดหรือผลักไปบนส่วนหนึ่งของคานนั้น และทำให้คานหมุน และเอาชนะแรงต้านได้
ตัวอย่าง:
1.ไม้กระดก
2.หัวค้อน (สำหรับถอนตะปู)
3.คีม (คานคู่)
4.กรรไกร (คานคู่)
5.พาย เมื่อใช้พาย คัดท้าย
6.คันโยกสูบน้ำ
7.ชะแลง
8.เสียมขุดดิน
9.คานงัด
คานอันดับที่2
คานระดับที่ 2 เป็นคานที่มีแรงต้านอยู่ระหว่างจุดหมุนและแรงกระทำ โดยจะต้องออกแรงยกตรงปลายเพื่อเอาชนะแรงต้าน ซึ่งคานประเภทนี้จะช่วยผ่อนแรง
ตัวอย่าง:
1.ที่ตัดกระดาษ
2.รถเข็นทราย
3.เครื่องกระเทาะเม็ดมะม่วงหิมพานต์
4.อุปกรณ์หนีบกล้วย
5.ที่เปิดฝาน้ำอัดลม
6.รถไถเดินตาม
คานอันดับที่3
คานระดับที่ 3 เป็นคานที่มีแรงกระทำอยู่ระหว่างจุดหมุนกับแรงต้าน โดยจะต้องออกแรงยกตรงกลางของคานเพื่อเอาชนะแรงต้าน ซึ่งคานประเภทนี้จะไม่ช่วยผ่อนแรง
ตัวอย่าง
1.
ตะเกียบ
2.
คีมคีบถ่าน
3.
คีมคีบน้ำแข็ง
4.
การกวาดพื้น
5.
ข้อต่อในร่างกายคน
https://th.wikipedia.org/wiki/คาน_(กลศาสตร์)
|