<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/18227" type="text/javascript"></script>

Lecture note วิชา General Physics 1 - ชุดที่ 3 : พลศาสตร์ (Version แรก) สรุปกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน มวล แรง กฎแรงโน้มถ่วง สนามโน้มถ่วง และ ปรากฎการณ์น้ำขึ้นน้ำลง ผู้เขียน: ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ ชมแล้ว: 34,354 ครั้ง post ครั้งแรก: Sun 15 April 2007, 5:47 am ปรับปรุงล่าสุด: Thu 3 May 2007, 4:28 am อยู่ในส่วน: ฟิสิกส์

1.มวล (Mass)

ปริมาณเกลาร์ที่เป็นคุณสมบัติทางกายภาพของสสาร มีหน่วยเป็น กิโลกรัม (Kg)



ในกลศาสตร์แบบฉบับ (Classical mechanics) นิยามของมวลอาจแบ่งได้เป็น มวลเฉื่อย และ มวลโน้มถ่วง

มวลเฉื่อย หรือ Initial mass คือปริมาณที่อธิบายการต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ของสสาร เมื่อมีแรงมากระทำ วัตถุที่มีมวลเฉื่อยน้อยก็จะสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่าวัตถุที่มีมวลเฉื่อยมาก

มวลโน้มถ่วง หรือ Gravitational mass อาจแบ่งย่อยได้เป็นสองชนิดคือ Active และ Passive gravitational mass

Passive gravitational mass เป็นปริมาณที่บ่งบอกความแรงของอันตรกริยาระหว่างวัตถุกับสนามโน้มถ่วง สำหรับสนามโน้มถ่วงที่มีความเข้มเท่ากันวัตถุที่มีมวลมากก็จะรู้สึกถึงแรงโน้มถ่วงมากกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย แรงโน้มถ่วงที่มาทำกับวัตถุนี้เราเรียกกันว่า น้ำหนัก นั่นเอง

ส่วนมวลโน้มถ่วงแบบ Active gravitational mass จะบอกถึงอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเนื่องจากวัตถุนั้น วัตถุที่มีมวลมากกว่าก็ย่อมที่จะมีสนามโน้มถ่วงที่แรงกว่าวัตถุมวลน้อย เช่น ดวงอาทิตย์ย่อมมีสนามโน้มถ่วงที่แรงกว่าโลก เป็นต้น

ถึงแม้ว่ามวลความเฉื่อยและมวลโน้มถ่วงจะมีนิยามที่ต่างกัน แต่ในทางการทดลองไม่สามารถที่แบ่งแยกความแตกต่างระหว่างมวลทั้งสองได้ ในทฤษฎีสัมพัทธ์ภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ความสอดคล้องกันของมวลเฉื่อยและมวลโน้มถ่วง เป็นหลักการสำคัญอย่างหนึ่งของธรรมชาติที่รู้จักกันในชื่อของ Equivalence principle

ในวิชาเคมี มวลของสสาร จะเป็นปริมาณที่อนุรักษ์ นั่นคือ ไม่สามารถสูญหาย และ สร้างขึ้นใหม่ได้ และในฟิสิกส์บทนี้ก็เช่นกัน เราจะถือว่ามวลเป็นปริมาณอนุรักษ์ ถึงแม้ว่าในบทถัดๆไปนิสิตจะได้ทราบว่า เมื่อคำนึงถึงผลของทฤษฎีสัมพัทธภาพ มวลและพลังงาน สมมูลกัน นั่นคือ มวลของวัตถุ () และ พลังงานของมัน () สัมพันธ์กันตามสมการ เมื่อ คืออัตราเร็วของแสงในสูญญากาศ

2.แรง (Force)

แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง เช่นเปลี่ยนแปลงลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาค มีหน่วยเป็นนิวตัน ()

ในชั้นมัธยมปลายนิสิตอาจจะได้ศึกษาแรงต่างๆมากหมายหลายชนิด แต่อันที่จริงแล้ว แรงพื้นฐานที่ควบคุมอันตรกริยาต่างๆในธรรมชาติทั้งหมด อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงพื้นฐานเพียง 4 ชนิด ได้แก่

- แรงโน้มถ่วง (Gravitational force) - แรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic force) - แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน (Weak nuclear force) - แรงนิวเคลียร์แบบเข้ม (Strong nuclear force)

แรงที่เราคุ้นเคยในชั้นมัธยมปลายไม่ว่าจะเป็น แรงเสียดทาน หรือแรงของสปริง จะจัดอยู่ในประเภทของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เพราะเกิดจากอันตรกริยาของอิเล็กตรอนในอะตอมของวัตถุ ปฎิกริยาทางเคมีและชีววิทยาล้วนเกิดจากแรงทางไฟฟ้าทั้งสิ้น

ตามประวัติศาสตร์ เซอร์ ไฮแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) เป็นบุคคนแรกที่นิยามความหมายของแรง ดังที่เราจะได้กล่าวถึงในรายละเอียดต่อไป เมื่อเราศึกษากฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน หลักการของแรงได้ประยุกต์ใช้ในกลศาสตร์ และในวิทยาศาสตร์อีกหลายสาขา อย่างไรก็ตามด้วยความรู้ความเข้าใจใหม่ๆ ทฤษฎีควอนตัม และ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ หลักการของแรงในกลศาสตร์ถูกแทนที่ด้วย เรขาคณิตของกาลอวกาศ เมื่อเราพิจารณาของเขตของธรรมชาติ ในขณะที่ทฤษฎีสนามควอนตัม (Quantum Field Theory) อธิบายกลไกการเกิดแรงระหว่างอนุภาคสองตัวว่า เกิดจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคที่เป็นสื่อนำแรงระหว่างกัน ยกตัวอย่างเช่น แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดึงดูดอิเล็กตรอนให้วนรอบนิวเคลียสของอะตอม เกิดจากการที่นิวเคลียสและอิเล็กตรอนและเปลี่ยนอนุภาคโฟตอน (อนุภาคของแสง) ระหว่างกัน ปัจจุบันแรงพื้นฐานทั้งสี่ของธรรมชาติมักถูกอ้างถึงโดยใช้คำว่า อันตริกริยา (interaction) แทนคำว่าแรง

อย่างไรก็ตาม ในเทอมนี้เราจะพิจารณาแรงในแบบของกลศาสตร์แบบฉบับ ซึ่งนิยามแรงตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน

---

บทความอื่น

บทความแนะนำ

Blog แนะนำ

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

ขอบคุณผู้สนับสนุน