แรงและกฏการเคลื่อนที่
- กฏการเคลื่อนที่ของนิวตัน
กฏข้อที่ 1 อนุภาคทุกชนิดจะดำรงสภาพอยู่นิ่ง หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ตราบใดที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำ
กฏข้อนี้เรียกว่ากฏของความเฉื่อย (Law of inertia)
กฏข้อที่ 2 ความเร่งของอนุภาคเป็นปฏิภาคโดยตรงกับแรงลัพธ์ที่กระทำต่อนุภาค โดยมีทิศทางเดียวกันและเป็นปฏิภาคผกผันกับมวลของอนุภาค
กฏข้อนี้เรียกว่า กฏของความเร่ง (Law of acceleration)
กฏข้อที่ 3 ทุกแรงกิริยา(action) ย่อมมีแรงปฏิกิริยา(reaction) ซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้ามเสมอ หรือแรงกระทำซึ่งกันและกันของอนุภาคย่อมมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศตรงข้าม
กฏข้อนี้เรียกว่า กฏของแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยา (Law of action and reaction)
แรงและกฎการเคลื่อนที่
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเกี่ยวกับแรงทำกระทำต่อวัตถุ การพิจารณาจะได้จากกฎของนิวตัน 3 ข้อ ได้แก่
1. การเคลื่อนที่ข้อที่1ของนิวตัน
“ถ้าแรงลัพธ์กระทำต่อวัตถุเป็นศูนย์ วัตถุนั้นจะคงสภาพอยู่นิ่ง หรือสภาพเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ในแนวเส้นตรง นั่นคือ วัตถุจะไม่เปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่”
∑F = 0
สำหรับกฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า กฎแห่งความแห่งความเฉื่อย(Law of Inertia) ซึ่งเป็นกฎที่ใช้อธิบายกฎการเคลื่อนที่ข้อหนึ่ง จากคุณสมบัติที่ใช้ต้านต่อการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุนั่นเอง
หมายเหตุ กฎข้อที่ 1 ของนิวตันก็คือ กฎแห่งการดุลต่อการเลื่อนตำแหน่งนั่น มักจะถูกใช้ต่อไปในเรื่องสมดุลนั่นเอง
ตัวแปรที่ควรทราบ
มวล (MASS)
มวล คือ ปริมาณที่บ่งบอกถึงความเฉื่อย (Inertia) เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยงานเป็นกิโลกรัม(Kg.) ใช้สัญลักษณ์ m แทน สำหรับวัตถุก้อนเดียว ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหนจะมีมวลเท่าเดิม คงที่
ความเฉื่อย (INERTIA)
ความเฉื่อยคือคุณสมบัติของวัตถุในการต้านการเปลี่ยนสภาพเคลื่อนที่
- วัตถุนิ่งความเฉื่อยจะต้านความพยายามที่จะทำให้วัตถุเคลื่อนที่
- วัตถุเคลื่อนที่ความเฉื่อยจะต้านความพยายามที่ทำให้หยุดนิ่ง
สรุป วัตถุที่มีมวลมากจะมีความเฉื่อยมาก วัตถุที่มีมวลน้อยจะมีความเฉื่อยน้อยเช่นกัน
2. กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2 ของนิวตัน
“ถ้ามีแรงลัพธ์ที่ไม่เป็นศูนย์มากระทำต่อวัตถุจะทำให้วัตถุนั้นเคลื่อนที่ด้วยความเร่งซึ่งมีทิศเดียวกับแรงลัพธ์ที่มากระทำขนาดความเร่งนี้จะแปรผันตรงกับขนาดของแรงลัพธ์และแปรผกผันกับมวลของวัตถุ”
∑F = ma
3. กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตัน
ถ้าแรงกิริยา (Action Force) กระทำต่อวัตถุย่อมทำให้เกิดแรงปฏิกิริยา (Reaction Force) ขึ้นโดยมีขนาดเท่ากับกิริยาแต่มีทิศตรงกันข้าม
F action = F reaction
ทุกครั้งที่วัตถุสิ่งหนึ่งออกแรงกระทำต่อวัตถุอีกสิ่งหนึ่งวัตถุที่ถูกกระทำออกแรงโต้ตอบเสมอเช่นถ้าเรายืนอยู่บนสเก็ตแล้วใช้มือดันกำแพงกำแพงจะออกแรงผลักมือเราในทิศตรงกันข้ามทำให้เราเคลื่อนที่ถอยหลัง
แรงที่มากระทำต่อวัตถุเรียกว่าแรงกิริยา (Action Force)
แรงที่โต้ตอบกับเราเรียกว่าแรงปฏิกิริยา (Reaction Force)
ทั้งคู่รวมเรียกว่าแรงคู่กิริยา-ปฏิกิริยา
