The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

เรื่อง เเรง ศธิยา สมสีใส

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by วราภรณ์ วังคะวิง, 2020-02-19 21:44:04

เรื่อง เเรง ศธิยา สมสีใส

เรื่อง เเรง ศธิยา สมสีใส

เรอ่ื ง แรงและการเคล่ือนท่ี

เสนอ
นางสาววราภรณ์ วงั คะวิง

จัดทาโดย
เดก็ หญงิ ศธยิ า สมสใี ส
รายวิชา วทิ ยาศาสตร์
ชน้ั มธั ยมศึกษาปีท่ี 2

โรงเรียนบา้ นหัวหนอง สังฆวทิ ยา
สานกั งานเขตพ้ืนที่การศกึ ษา

ประถมศกึ ษา มหาสารคามเขต.1

แรง ในทางฟิ สกิ สค์ ือการกระทาจากภายนอกท่กี ่อให้เกดิ การเปล่ียนแปลงของระบบทางกายภาพ โดยแรง
เป็นผลมาจากการใช้พลังงาน เช่น คนท่จี ูงสนุ ัขอยู่ด้วยเชือกล่าม กจ็ ะได้รับแรงจากเชือกท่มี อื ซ่ึงทาให้เกดิ แรง
ดึงไปข้างหน้า ถ้าแรงกอ่ ให้เกดิ การเปล่ียนแปลงทางจลนศาสตร์ตามกฎข้อท่สี องของนิวตันคอื เกดิ
ความเร่ง ถ้าไม่เกดิ การเปล่ียนแปลงทางจลนศาสตร์กอ็ าจกอ่ ให้เกดิ ความเปล่ียนแปลงอ่นื ๆ ได้เช่นกนั หน่วย
เอสไอของแรงคือ นิวตัน

1.แนวความคิดพ้ นื ฐาน
ในนิยามเบ้ืองต้นของแรงอาจกล่าวได้ว่า แรงคอื ส่ิงทีก่ ่อใหเ้ กิดความเร่ง เมือ่ กระทาเดีย่ วๆ ใน
ความหมายเชิงปฏบิ ัติ แรงสามารถแบ่งได้เป็นสองกลุ่ม คือแรงปะทะ และแรงสนาม แรงปะทะจะต้องมีการ
ปะทะทางกายภาพของสองวัตถุ เช่นค้อนตีตะปู หรือแรงท่เี กดิ จากกา๊ ซใต้ความกดดนั กา๊ ซท่เี กดิ จากการระเบิด
ของดนิ ปื นทาให้ลูกกระสนุ ปื นใหญ่พุ่งออกจากปื นใหญ่ ในทางกลับกนั แรงสนามไม่ต้องการการสมั ผสั กนั ของ
ส่อื กลางทางกายภาพ แรงโน้มถ่วง และ แม่เหลก็ เป็นตัวอย่างของแรงชนิดน้ี อย่างไรกต็ าม โดยพ้ืนฐานแล้วทุก
แรงเป็นแรงสนาม แรงท่คี ้อนตตี ะปูในตวั อย่างก่อนหน้าน้ี ท่จี ริงแล้วเป็นการปะทะกันของแรงไฟฟ้ าจากท้งั
ค้อนและตะปู แต่ทว่าในบางกรณกี เ็ ป็นการเหมาะสมท่เี ราจะแบ่งแรงเป็นสองชนิดแบบน้ีเพ่ือง่ายต่อความ
เข้าใจ

2.นยิ ามเชิงปริมาณ

ในแบบจาลองทางฟิ สกิ ส์ เราใช้ระบบเป็นจดุ กล่าวคอื เราแทนวัตถุด้วยจุดหน่ึงมติ ิท่ศี ูนย์กลางมวลของ
มนั การเปล่ียนแปลงเพียงชนิดเดียวท่เี กดิ ข้ึนได้กบั วัตถุกค็ ือการเปล่ียนแปลงโมเมนตัม (อตั ราเรว็ ) ของมนั
ต้งั แต่มกี ารเสนอทฤษฎอี ะตอมข้นึ ระบบทางฟิ สกิ สใ์ ดๆ จะถูกมองในวิชาฟิ สกิ สด์ ้ังเดิมว่าประกอบข้นึ จาก
ระบบเป็นจุดมากมายท่เี รียกว่าอะตอมหรือโมเลกุล เพราะฉะน้ัน แรงต่างๆ สามารถนิยามได้ว่าเป็นผลกระทบ
ของมัน น่ันกค็ อื เป็นการเปล่ียนแปลงสภาพการเคล่ือนท่ที ่มี นั ได้รับบนระบบเป็นจุด การเปล่ียนแปลงการ
เคล่ือนท่นี ้ันสามารถระบุจานวนได้โดยความเร่ง (อนุพันธ์ของความเรว็ ) การค้นพบของไอแซก นิวตนั ท่วี ่าแรง
จะทาให้เกดิ ความเร่งโดยแปรผกผนั กบั ปริมาณท่เี รียกว่ามวล ซ่ึงไม่ข้นึ อยู่กบั อตั ราเรว็ ของระบบ เรียกว่ากฎข้อ
ท่สี องของนิวตนั กฎน้ีทาให้เราสามารถทานายผลกระทบของแรงต่อระบบเป็นจุดใดๆ ท่เี ราทราบมวล กฎน้ัน
มักจะเขยี นดังน้ี

F = dp/dt = d (m·v) /dt = m·a (ในกรณีท่ี m ไม่ข้นึ กบั t)
เม่อื

F คือแรง (ปริมาณเวกเตอร์)
p คอื โมเมนตัม
t คือเวลา
v คอื ความเรว็
m คือมวล และ
a=d²x/dt² คือความเร่ง อนุพันธอ์ นั ดบั สองของเวกเตอร์ตาแหน่ง x เม่อื เทยี บกบั t

ถ้ามวล m วัดในหน่วยกโิ ลกรัม และความเร่ง a วัดในหน่วย เมตรต่อวินาทกี าลังสอง แล้วหน่วยของแรงคือ
กโิ ลกรัม-เมตร/วินาทกี าลังสอง เราเรียกหน่วยน้ีว่า นิวตัน: 1 N = 1 kg x 1 m/s²

สมการน้ีเป็นระบบของสมการอนุพันธอ์ นั ดับสอง สามสมการ เทยี บกบั เวกเตอร์บอกตาแหน่งสามมติ ิ ซ่ึงเป็น
ฟังกช์ ันกบั เวลา เราสามารถแก้สมการน้ีได้ถ้าเราทราบฟังกช์ ัน F ของ x และอนุพันธ์ของมนั และถ้าเราทราบ
มวล m นอกจากน้ีกต็ ้องทราบเง่อื นไขขอบเขต เช่นค่าของเวกเตอร์บอกตาแหน่ง และ x และความเรว็ v ท่ี
เวลาเร่ิมต้น t=0

สตู รน้ีจะใช้ได้เม่อื ทราบค่าเป็นตวั เลขของ F และ m เทา่ น้ัน นิยามข้างต้นน้ันเป็นนิยามโดยปริยายซ่ึงจะได้มา
เม่อื มกี ารกาหนดระบบอ้างองิ (นา้ หน่ึงลิตร) และแรงอ้างองิ (แรงโน้มถ่วงของโลกกระทาต่อมันท่รี ะดับความ
สงู ของปารีส) ยอมรับกฏข้อท่สี องของนิวตัน (เช่ือว่าสมมตฐิ านเป็นจริง) และวัดความเร่งท่เี กดิ จากแรงอ้างองิ
กระทาต่อระบบอ้างองิ เราจะได้หน่วยของมวล (1 kg) และหน่วยของแรง (หน่วยเดิมเป็น 1 แรงกิโลกรัม =
9.81 N) เม่อื เสรจ็ ส้นิ เราจะสามารถวัดแรงใดๆ โดยความเร่งท่มี นั กอ่ ให้เกดิ บนระบบอ้างองิ และวัดมวลของ
ระบบใดๆ โดยการวัดความเร่งท่เี กดิ บนระบบน้ีโดยแรงอ้างองิ

แรงมกั จะไปรับการพิจารณาว่าเป็นปริมาณพ้ืนฐานทางฟิ สกิ ส์ แต่กย็ ังมปี ริมาณท่เี ป็นพ้ืนฐานกว่าน้ันอกี เช่น
โมเมนตัม (p = มวล m x ความเร่ง v) พลังงาน มหี น่วยเป็น จูล น้ันเป็นพ้ืนฐานน้อยกว่าแรงและโมเมนตัม
เพราะมนั นิยามข้ึนจากงาน และงานนิยามจากแรง ทฤษฎีพ้ืนฐานท่สี ดุ ในธรรมชาติ ทฤษฎีกลศาสตร์ไฟฟ้ า
ควอนตัม และ ทฤษฎีสมั พัทธภาพท่วั ไป ไม่มีแนวคิดเร่ืองแรงรวมอยู่ด้วยเลย

ถึงแม้แรงไม่ใช่ปริมาณท่เี ป็นพ้ืนฐานท่สี ดุ ในฟิ สกิ ส์ มันกเ็ ป็นแนวคิดพ้ืนฐานท่แี รวคดิ อ่นื ๆ
เช่น งาน และ ความดัน (หน่วย ปาสกาล) นาไปใช้ แรงในบางคร้ังใช้สบั สนกบั ความเค้น

3.ชนิดของแรง
มแี รงพ้ืนฐานในธรรมชาตทิ ่รี ู้จักด้วยกนั อยู่ส่ชี นิด
· แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม กระทาระหว่างอนุภาคระดับเลก็ กว่าอะตอม
· แรงแม่เหลก็ ไฟฟ้ า ระหว่างประจุไฟฟ้ า
· แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน เกดิ จากการสลายตวั ของกมั มันตภาพรังสี
· แรงโน้มถ่วงระหว่างมวล
ทฤษฎีสนามควอนตัมจาลองแรงพ้ืนฐานสามชนิดแรกได้อย่างแม่นยา แต่ไม่ได้จาลองแรงโน้มถ่วง
ควอนตมั เอาไว้ อย่างไรกต็ าม แรงโน้มถ่วงควอนตมั บริเวณกว้างสามารถอธบิ ายได้ด้วย ทฤษฎีสมั พัทธภาพ
ทว่ั ไป
แรงพ้ืนฐานท้งั ส่ีสามารถอธบิ ายปรากฏการณ์ท่สี งั เกตได้ท้งั หมด รวมถึงแรงอ่นื ๆ ท่สี งั เกตได้เช่น แรงคู
ลอมบ์ (แรงระหว่างประจุไฟฟ้ า) แรงโน้มถ่วง (แรงระหว่างมวล) แรงแม่เหลก็ แรงเสยี ดทาน แรงสู่
ศูนยก์ ลาง แรงหนีศูนย์กลาง แรงปะทะ และ แรงสปริง เป็นต้น
แรงต่างๆ ยงั สามารถแบ่งออกเป็น แรงอนุรักษ์ และแรงไม่อนุรักษ์ แรงอนุรักษ์จะเทา่ กบั ความชันของ
พลังงานศักย์ เช่น แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหลก็ ไฟฟ้ า และแรงสปริง แรงไม่อนุรักษ์เช่น แรงเสยี ดทาน และแรง
ต้าน

4.ผลจากแรง
เม่อื แรงถูกกระทากบั วัตถุหน่ึง วัตถุน้ันสามารถได้รับผลกระทบ 4 ประเภท ดังน้ี
1. วัตถุท่อี ยู่น่ิงอาจเร่ิมเคล่ือนท่ี

2. ความเรว็ ของวัตถุท่กี าลังเคล่ือนท่อี ยู่เปล่ียนแปลงไป
3. ทศิ ทางการเคล่ือนท่ขี องวัตถุอาจเปล่ียนแปลงไป
4. รูปร่าง ขนาดของวัตถุอาจเปล่ียนแปลงไป


Click to View FlipBook Version
Previous Book
(DK Eyewitness) Travel Guide - New York City
Next Book
กฎของนิวตัน ณัฐวุฒิ ภูลาด