กฎข้อที่ยากที่สุดของนิวตัน


ว่ากันว่ากฎข้อที่ยากที่สุดของนิวตันก็คือกฎข้อที่ 1 เนื่องจากเป็นกฎข้อที่ขึ้นอยู่กันการกำหนดกรอบอ้างอิง เมื่อเราอยู่บนโลกเราใช้พื้นโลกเป็นกรอบอ้างอิง แล้วเมื่อโลกกำลังเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ กรอบอ้างอิงของโลกคืออะไร ยากที่จะเข้าใจ แล้วเมื่อระบบสุริยะของเราก็เคลื่อนที่อยู่ในกาแรกซีทางช้างเผือก อะไรคือกรอบของระบบสุริยะ กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันจึงถือว่ายากที่สุด สำหรับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันทั้ง 3 ข้อ
11 ต.ค. 2548 14:10
15 ความเห็น
7744 อ่าน


ความคิดเห็นที่ 1 วิดยา (Guest)

ช่ายแย้ว..ค่า
20 ต.ค. 2548 00:55


ความคิดเห็นที่ 2 pro_mm (Guest)

เราว่ามันก้อยากทุกข้อนั่นแหละ
21 ต.ค. 2548 13:50


ความคิดเห็นที่ 3 งุงิ (Guest)

เราว่าข้อที่ 3 ยากกว่า ...
21 ต.ค. 2548 14:07


ความคิดเห็นที่ 4 โดย hchaser

ไม่ยากครับ เพราะสมัยนั้นยังไม่มีกรอบอ้างอิง
21 ต.ค. 2548 14:48


ความคิดเห็นที่ 5 โดย คุณทดสอบ

ผมรู้แค่ว่ามันมี 3 ข้ออะ อิๆ
21 ต.ค. 2548 18:20


ความคิดเห็นที่ 6 โดย PhoenixM

It's the things one can see, but it's hard to understand why.
22 ต.ค. 2548 06:52


ความคิดเห็นที่ 7 โดย ครู...ชิต

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
22 ต.ค. 2548 08:08


ความคิดเห็นที่ 8 โดย ครู...ชิต

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
22 ต.ค. 2548 08:20


ความคิดเห็นที่ 9 Qwas~ (Guest)

กฏการเคลื่อนที่ของนิวตันข้อที่ 1 มันขัดแย้งกับ ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ยังไง ช่วยอธิบายที
24 ต.ค. 2548 21:16


ความคิดเห็นที่ 10 28850 (Guest)

ก็อยากหมดแหละนะ แต่คงไม่เกินควาสามารถของเค้าหรอกหนะ แหมถ้าอยากมากก็คงทำออกมาไม่ได้หรอก เก่งจิง นายแน่มาก นิวตัน 55+
26 ต.ค. 2548 21:40


ความคิดเห็นที่ 11 โดย ครู...ชิต

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
27 ต.ค. 2548 23:08


ความคิดเห็นที่ 12 ขอเมลหน่อย (Guest)

เด็กฟิสิกส์ขอเมลหน่อยค่ะ
29 ส.ค. 2549 12:22


ความคิดเห็นที่ 14 roong_79@hotmail.com (Guest)

จากที่ผมทราบมากฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ข้อที่ 3 แรงกิริยาเท่ากับแรงปฏิกิริยาเป็นข้อที่ยากที่สุดนะครับ
2 ม.ค. 2551 15:47

แสดงความคิดเห็น

กรุณา Login ก่อนแสดงความคิดเห็น