สารบัญ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน คืออะไร มีรายละเอียดของกฎยังไงบ้าง
ไม่ว่าจะชื่นชอบวิทยาศาสตร์หรือไม่แต่ทุกคนต้องรู้จักกับชื่อของ เซอร์ ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) กันเป็นอย่างดี ในฐานะนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษผู้ที่ทำให้โลกรู้จักกับกฎแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตามอีกกฎของนิวตันที่ถูกยอมรับด้วยเช่นกันนั่นคือ “กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน” ลองมาทำความรู้จักอย่างละเอียดถึงข้อมูลต่าง ๆ เพื่อใช้ต่อยอดในด้านของฟิสิกส์
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน คืออะไร
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน คือ กฎเชิงกายภาพ 3 ข้ออันเป็นรากฐานสำคัญของระบบกลศาสตร์ดั้งเดิม ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อใช้อธิบายด้านความสัมพันธ์ของวัตถุกับแรงที่มีการกระทำกับวัตถุดังกล่าวและเกิดการเคลื่อนที่จากแรงนั้น ๆ ซึ่งกฎแต่ละข้อจะมีนิยามแตกต่างกันออกไป เดิมทีตัวกฎถูกนำไปกับวัตถุในอุดมคติมีลักษณะเป็นจุดเดียว (ไม่มีขนาดและรูปร่าง) เพื่อช่วยให้ประเมินการเคลื่อนที่ง่ายขึ้น ก่อนจะมีการประยุกต์ใช้กับวัตถุที่มีความแข็งมากขึ้นต่อด้วยใช้กับวัตถุที่เปลี่ยนรูปได้ตามทฤษฎีกฎการเคลื่อนที่ของออยเลอร์
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 3 ข้อ มีอะไรบ้าง
กฎข้อที่ 1 กฎของความเฉื่อย ΣF = 0
วัตถุจะมีการรักษาสภาพหยุดนิ่ง หรือเกิดการเคลื่อนที่ด้วยอัตราความเร็วคงที่แบบทิศทางเดิมต่อเมื่อแรงลัพธ์ซึ่งเข้ามากระทำกับวัตถุมีค่าเป็น 0 ตัวอย่างเช่น
- มือถือที่วางไว้เฉย ๆ จะไม่เกิดอะไรขึ้นหากไม่มีแรงใดมากระทำ
- รถยนต์เคลื่อนตัวด้วยความเร็ว 80 กม. / ชม. หากไม่มีการเหยียบคันเร่งเพิ่มหรือเหยียบเบรก การเคลื่อนที่จะยังคงเท่าเดิม เพราะการเหยียบคันเร่งหรือเบรกคือการออกแรงที่กระทำกับตัวรถ
- ถังน้ำที่ถูกดันด้วยแรงเท่ากัน 2 ด้าน จะยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิม เพราะแรงกระทำในทิศทางตรงข้ามอยู่ในระดับเท่ากัน จึงเกิดการหักล้างกัน
กฎข้อที่ 2 กฎของความเร่ง ΣF = ma
หากแรงลัพธ์ไม่ได้มีค่าเป็น 0 แล้วเข้ามากระทำกับวัตถุ ตัววัตถุดังกล่าวจะเกิดความเร่งไปยังทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ดังกล่าว ตัวอย่างเช่น
- การโยนลูกบาสไปข้างหน้า ลูกบาสจะเคลื่อนที่ตามทิศทางที่โยน เพราะเกิดความเร่งจากมือที่โยนออกไป
- หากมีการดันถังน้ำไปข้างหน้า ถังที่มีน้ำเยอะกว่าจะเคลื่อนตัวได้ช้ากว่าถังเปล่า เพราะความเร่งแปลผกผันกับมวลของวัตถุ
- โยนของลงจากที่สูง ยิ่งระยะทางไกลเท่าไหร่ของจะตกเร็วขึ้นเพราะความเร่งจากแรงโน้มถ่วงโลก
กฎข้อที่ 3 แรงกิริยา = แรงปฏิกิริยา
แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยา คือ แรงที่มีขนาดเท่ากันแต่อยู่ในทิศตรงข้ามและจะกระทำกับวัตถุคนละชนิด ตัวอย่างเช่น
- การดันไม้พายไปข้างหลังจะเกิดความเร่งโดยแรงไม้พายที่กระทำต่อน้ำคือแรงกิริยาส่วนน้ำจะดันไม่พายไปข้างหน้าคือ แรงปฏิกิริยา เรือจึงเคลื่อนตัวไปข้างหน้า ขนาดของแรงทั้ง 2 มีขนาดเท่ากันแต่อยู่ทิศทางตรงข้าม
เมื่อรู้จักกับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกันไปแล้ว หวังว่าเด็ก ๆ ทุกคนจะได้รับประโยชน์กันมากขึ้น ส่วนใครสนใจคอร์ส สอวน. เคมี ครูปีโป้ก็มีคอร์สดี ๆ ที่จะทำให้การสอบเป็นเรื่องง่ายขึ้น สอนสนุก เนื้อหาละเอียด ไม่น่าเบื่อแน่นอน
