วิชาการดอทคอม ptt logo

กฎข้อที่ยากที่สุดของนิวตัน

โพสต์เมื่อ: 14:10 วันที่ 11 ต.ค. 2548         ชมแล้ว: 7,356 ตอบแล้ว: 15
วิชาการ >> กระทู้ >> ทั่วไป
12711
ว่ากันว่ากฎข้อที่ยากที่สุดของนิวตันก็คือกฎข้อที่ 1 เนื่องจากเป็นกฎข้อที่ขึ้นอยู่กันการกำหนดกรอบอ้างอิง เมื่อเราอยู่บนโลกเราใช้พื้นโลกเป็นกรอบอ้างอิง แล้วเมื่อโลกกำลังเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ กรอบอ้างอิงของโลกคืออะไร ยากที่จะเข้าใจ แล้วเมื่อระบบสุริยะของเราก็เคลื่อนที่อยู่ในกาแรกซีทางช้างเผือก อะไรคือกรอบของระบบสุริยะ กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันจึงถือว่ายากที่สุด สำหรับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันทั้ง 3 ข้อ


in
ร่วมแบ่งปัน9 ครั้ง - ดาว 152 ดวง





จำนวน 15 ความเห็น, หน้าที่ | -1-
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 20 ต.ค. 2548 (00:55)
ช่ายแย้ว..ค่า
วิดยา (IP:58.9.31.248,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 21 ต.ค. 2548 (13:50)
เราว่ามันก้อยากทุกข้อนั่นแหละ
pro_mm (IP:203.172.253.97,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 21 ต.ค. 2548 (14:07)
เราว่าข้อที่ 3 ยากกว่า ...
งุงิ (IP:131.217.6.7,131.217.41.161,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 21 ต.ค. 2548 (14:48)
ไม่ยากครับ เพราะสมัยนั้นยังไม่มีกรอบอ้างอิง
hchaser
ร่วมแบ่งปัน91 ครั้ง - ดาว 152 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 21 ต.ค. 2548 (18:20)
ผมรู้แค่ว่ามันมี 3 ข้ออะ อิๆ
คุณทดสอบ
ร่วมแบ่งปัน22 ครั้ง - ดาว 152 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 22 ต.ค. 2548 (06:52)
It's the things one can see, but it's hard to understand why.
PhoenixM
ร่วมแบ่งปัน71 ครั้ง - ดาว 149 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 22 ต.ค. 2548 (08:08)
กฎข้อที่ 1 กฎของความเฉื่อย (Inertia)

“วัตถุที่หยุดนิ่งจะพยายามหยุดนิ่งอยู่กับที่ ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำ ส่วนวัตถุที่เคลื่อนที่จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำเช่นกัน“



นิวตันอธิบายว่า ในอวกาศไม่มีอากาศ ดาวเคราะห์จึงเคลื่อนที่โดยปราศจากความฝืด โดยมีความเร็วคงที่ และมีทิศทางเป็นเส้นตรง เขาให้ความคิดเห็นว่า การที่ดาวเคราะห์โคจรเป็นรูปวงรีนั้น เป็นเพราะมีแรงภายนอกมากระทำ (แรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์) นิวตันตั้งข้อสังเกตว่า แรงโน้มถ่วงที่ทำให้แอปเปิลตกสู่พื้นดินนั้น เป็นแรงเดียวกันกับ แรงที่ตรึงดวงจันทร์ไว้กับโลก หากปราศจากซึ่งแรงโน้มถ่วงของโลกแล้ว ดวงจันทร์ก็คงจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงผ่านโลกไป



กฎข้อที่ 2 กฎของแรง (Force)

“ความเร่งของวัตถุจะแปรผันตามแรงที่กระทำต่อวัตถุ แต่จะแปรผกผันกับมวลของวัตถุ”



ในเรื่องดาราศาสตร์ นิวตันอธิบายว่า ดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ต่างโคจรรอบกันและกัน โดยมีจุดศูนย์กลางร่วม แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์มีมวลมากกว่าดาวเคราะห์หลายแสนเท่า เราจึงมองเห็นว่า ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ไปด้วยความเร่งที่มากกว่าดวงอาทิตย์ และมีจุดศูนย์กลางร่วมอยู่ภายในตัวดวงอาทิตย์เอง ดังเช่น การหมุนลูกตุ้มดัมเบลสองข้างที่มีมวลไม่เท่ากัน



กฎข้อที่ 3 กฎของแรงปฏิกิริยา

“แรงที่วัตถุที่หนึ่งกระทำต่อวัตถุที่สอง ย่อมเท่ากับ แรงที่วัตถุที่สองกระทำต่อวัตถุที่หนึ่ง แต่ทิศทางตรงข้ามกัน”

(Action = Reaction)





หากเราออกแรงถีบยานอวกาศในอวกาศ ทั้งตัวเราและยานอวกาศต่างเคลื่อนที่ออกจากกัน (แรงกริยา = แรงปฏิกิริยา) แต่ตัวเราจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งที่มากกว่ายานอวกาศ ทั้งนี้เนื่องจากตัวเรามีมวลน้อยกว่ายานอวกาศ (กฎข้อที่ 2)



นิวตันอธิบายว่า ขณะที่ดวงอาทิตย์มีแรงกระทำต่อดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ก็มีแรงกระทำต่อดวงอาทิตย์ในปริมาณที่เท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม และนั่นคือแรงดึงดูดร่วม





ข้อมูลจาก LESA ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์
ครู...ชิต
ร่วมแบ่งปัน2896 ครั้ง - ดาว 285 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 8 22 ต.ค. 2548 (08:20)
นิวตันอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ตามกฎของเคปเลอร์



การค้นพบกฎทั้งสามข้อนี้ นำไปสู่การค้นพบ “กฎความโน้มถ่วงแห่งเอกภพ” (The Law of Universal) “วัตถุสองชิ้นดึงดูดกันด้วยแรงซึ่งแปรผันตามมวลของวัตถุ แต่แปรผกผันกับระยะทางระหว่างวัตถุยกกำลังสอง” ซึ่งเขียนเป็นสูตรได้ว่า



F = G (m1m2/r2) โดยที่ F = แรงดึงดูดระหว่างวัตถุ



m1 = มวลของวัตถุชิ้นที่ 1

m2 = มวลของวัตถุชิ้นที่ 2

r = ระยะห่างระหว่างวัตถุทั้ง 2 ชิ้น

G = ค่าคงที่ของแรงโน้มถ่วง = 6.67 x 10-11 newton m2/kg2





บางครั้งเราเรียกกฎข้อนี้อย่างง่ายๆ ว่า “กฎการแปรผกผันยกกำลังสอง” (Inverse square law) นิวตันพบว่า “ขนาดของแรง จะแปรผกผันกับ ค่ากำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุ”



ตัวอย่าง: เมื่อระยะทางระหว่างวัตถุเพิ่มขึ้น 2 เท่า แรงดึงดูดระหว่างวัตถุจะลดลง 4 เท่า เขาอธิบายว่า การร่วงหล่นของผลแอปเปิล ก็เช่นเดียวกับการร่วงหล่นของดวงจันทร์ ณ ตำแหน่งบนพื้นผิวโลก สมมติว่าแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลกมีค่า = 1 ระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์มีค่า 60 เท่าของรัศมีโลก ดังนั้นแรงโน้มถ่วง ณ ตำแหน่งวงโคจรของดวงจันทร์ย่อมมีค่าลดลง = (60)2 = 3,600 เท่า



นิวตันแสดงให้เห็นว่า ใน 1 วินาที ดวงจันทร์เคลื่อนที่ไปได้ 1 กิโลเมตร จะถูกโลกดึงดูดให้ตกลงมา 1.4 มิลลิเมตร เมื่อดวงจันทร์โคจรไปได้ 1 เดือน ทั้งแรงตั้งต้นของดวงจันทร์ และแรงโน้มถ่วงของโลก ก็จะทำให้ดวงจันทร์โคจรได้ 1 รอบพอดี เราเรียกการตกเช่นนี้ว่า “การตกแบบอิสระ” (Free fall) อันเป็นหลักการซึ่งมนุษย์นำไปประยุกต์ใช้กับการส่งยานอวกาศ และดาวเทียม ในยุคต่อมา

ตอนที่เคปเลอร์ค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ซึ่งได้จากผลของการสังเกตการณ์ในคริสต์ศตวรรษที่ 16 นั้น เขาไม่สามารถอธิบายว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น จวบจนอีกหนึ่งศตวรรษต่อมา นิวตันได้ใช้กฎการแปรผกผันยกกำลังสอง อธิบายเรื่องการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ตามกฎทั้งสามข้อของเคปเลอร์ ดังนี้

• ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี เกี่ยวเนื่องจากระยะทางและแรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์

• ในวงโคจรรูปวงรี ดาวเคราะห์จะเคลื่อนที่เร็ว ณ ตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ และเคลื่อนที่ช้า ณ ตำแหน่งไกลจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากอิทธิพลของระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์

• ดาวเคราะห์ดวงในเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าดาวเคราะห์ดวงนอก เป็นเพราะว่าอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากกว่า จึงมีแรงโน้มถ่วงระหว่างกันมากกว่า



ข้อมูลจาก LESA ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์
ครู...ชิต
ร่วมแบ่งปัน2896 ครั้ง - ดาว 285 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 9 24 ต.ค. 2548 (21:16)
กฏการเคลื่อนที่ของนิวตันข้อที่ 1 มันขัดแย้งกับ ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ยังไง ช่วยอธิบายที
Qwas~ (IP:61.90.14.153,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 10 26 ต.ค. 2548 (21:40)
ก็อยากหมดแหละนะ แต่คงไม่เกินควาสามารถของเค้าหรอกหนะ แหมถ้าอยากมากก็คงทำออกมาไม่ได้หรอก เก่งจิง นายแน่มาก นิวตัน 55+
28850 (IP:202.183.136.84,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 11 27 ต.ค. 2548 (23:08)
ไอน์สไตน์อธิบายว่า

แรงโน้มถ่วงจากดวงดาวต่างๆก็คือความโค้ง ยิ่งมวลของดาวมีมากความโค้งของอวกาศก็มีค่ามาก ทำให้แรงโน้มถ่วงที่เกิดจากดาวนั้นมีค่ามากตามไปด้วย ยกตัวอย่างการโคจรของดาวพุธรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีเป็นเพราะดาวพุธโคจรอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก จึงได้รับปรากฏการณ์ความโค้งของอวกาศและเวลาที่เกิดจากสนามแรงโน้มถ่วงความเข้มข้นสูงของดวงอาทิตย์



เซอร์ ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton)

การเคลื่อนของดวงจันทร์ ใน 1 วินาที ดวงจันทร์เคลื่อนที่ไปได้ 1 กิโลเมตร จะถูกโลกดึงดูดให้ตกลงมา 1.4 มิลลิเมตร เมื่อดวงจันทร์โคจรไปได้ 1 เดือน ทั้งแรงตั้งต้นของดวงจันทร์ และแรงโน้มถ่วงของโลก ก็จะทำให้ดวงจันทร์โคจรได้ 1 รอบพอดี

จากวิธีการเคลื่อนที่ของนิวตันจำเป็นต้องใช้ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์อธิบายแทน
ครู...ชิต
ร่วมแบ่งปัน2896 ครั้ง - ดาว 285 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 12 29 ส.ค. 2549 (12:22)
เด็กฟิสิกส์ขอเมลหน่อยค่ะ
ขอเมลหน่อย (IP:202.143.139.211,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 13 6 ก.ย. 2549 (15:29)
A very interesting fact is that Newton himself argued the existence of this "absolute inertial" frame by using the rotating basket with water filled inside(if the basket is rotating, the water will curve). By using water, or observing that there is no "pseudo force" originated from acceleration of the frame(with respect to the "absolute inertial frame", Newton argued that we can test which frame is, or is not the inertial frame of reference.



But he forgot to consider the fact that the water surface was curved because of the friction between water and the basket, the less friction, the less curve water becomes.



Einstein tried to get rid of this concept of "absolute inertial frame of reference" by constructing his General Relativity theory. Ironically, it turns out that rotation and acceleration also are absolute in Einstein's theory, namely rotating basket does induce "frame dragging effects" due to curved spacetime and the water will curve(very tiny tiny tiny) according to General Relativity theory.
bj (IP:65.103.180.223,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 14 2 ม.ค. 2551 (15:47)
จากที่ผมทราบมากฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ข้อที่ 3 แรงกิริยาเท่ากับแรงปฏิกิริยาเป็นข้อที่ยากที่สุดนะครับ
roong_79@hotmail.com (IP:203.172.203.65)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 15 3 ม.ค. 2551 (08:20)
ผมว่าควรจะให้ความสำคัญกับกฎทั้ง 3 ข้อเท่าๆกันนะ
Tanmodify
ร่วมแบ่งปัน843 ครั้ง - ดาว 257 ดวง

จำไว้ตลอด

ความเห็นเพิ่มเติม วิชาการ.คอม
ชื่อ / email:
ข้อความ

กรุณาล๊อกอินก่อน เพื่อโพสต์รูปภาพ และ ใช้ LaTex ค่ะ สมัครสมาชิกฟรีตลอดชีพที่นี่
กรอกตัวอักษรตามภาพ
ตัวช่วย 1: CafeCode วิธีการใช้
ตัวช่วย 2: VSmilies วิธีการใช้
ตัวช่วย 3: พจนานุกรมไทย ออนไลน์ ฉบับราชบัณฑิต
ตัวช่วย 4 : dictionary ไทย<=>อังกฤษ ออนไลน์ จาก NECTEC
ตัวช่วย 5 : ดาวน์โหลด โปรแกรมช่วยพิมพ์ Latex เพื่อแสดงสมการบนวิชาการ.คอม