ใบความรู้ เรื่อง สมดุล

ใบความรู้ เรื่อง สมดุล สมดุล (equilibrium) หมายถึง วัตถุที่รักษาสภาพการเคลื่อนที่ให้คงเดิม หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งคือ วัตถุอยู่ นิ่ง หรือ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ สมดุลสามารถแยกได้เป็น 2 แบบ คือ สมดุลสถิต (static equilibrium) หมายถึง วัตถุที่อยู่นิ่งและไม่มีการหมุน เช่น สมุดวางอยู่บนโต๊ะ สมดุลจลน์ (dynamic equilibrium) หมายถึง วัตถุที่มีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว หรือมีการ หมุนด้วยอัตราเร็วคงตัว เช่น ลังไถลลงมาตามพื้นเอียง ทั้งนี้ ค าว่าสมดุลจลน์ มีสองความหมายคือ หมายถึงสมดุลของวัตถุที่เคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร็วคง ตัวแล้ว และหมายถึงสมดุลของวัตถุที่หมุนรอบแกนเดิมด้วยอัตราเร็วคงตัว มวล(mg) คือ ปริมาณเนื้อของวัตถุทั้งหมด มีหน่วยเป็นกิโลกรัม ส่วนน้ าหนักเกิดจากแรงโน้มถ่วงของ โลกที่กระท าต่อวัตถุมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับระยะห่างจากศูนย์กลางของโลกและมวลของวัตถุ ไม่ว่าวัตถุจะ อยู่ที่ไหน มวลก็จะคงที่เสมอ ถึงแม้ว่าเครื่องชั่งจะอ่านได้น้อยลงแต่มวลก็ยังมีค่าคงเดิม ศูนย์กลางมวลและศูนย์ถ่วง คืออะไร จุดศูนย์กลางมวล (center of mass, C.M.) คือ จุดที่เปรียบเสมือนเป็นจุดรวมมวลของวัตถุทั้งก้อน ซึ่งอยู่ประจ าที่แน่นอนและไม่ขึ้นกับสถานที่ และอาจไม่อยู่ภายในเนื้อของวัตถุ เช่น ศูนย์กลางมวลของวงแหวน จุดศูนย์ถ่วง (center of gravity, C.G.) คือ จุดที่แรงโน้มถ่วงของโลกกระท าต่อวัตถุ เป็นจุดเสมือน เป็นที่รวมของน้ าหนักของวัตถุ **หากสังเกตวัตถุต่าง ๆ ที่เป็นของแข็งและมีรูปทรง การวางวัตถุบนพื้นระนาบจะมีลักษณะสมดุลได้ ขึ้นอยู่กับต าแหน่งและแนวของจุดศูนย์ถ่วง จุดศูนย์ถ่วง คือจุดที่เหมือนต าแหน่งที่รวมของน้ าหนักของวัตถุทั้ง ก้อน ตุ๊กตาล้มลุกมีต าแหน่งจุดศูนย์ถ่วงต่ า การโยกตุ๊กตาจึงไม่ล้มและจะกลับมาตั้งตามเดิม ตุ๊กตาล้มลุกมีต่าแหน่งจุดศูนย์ถ่วงต่่า การโยกตุ๊กตาจึงไม่ ล้มและจะกลับมาตั้งตามเดิม

จากรูป จุด O เป็นจุดที่แนวของน้ าหนักหรือ mg ตัดกันไม่ว่าแขวนวัตถุในลักษณะใดก็ตาม ดังนั้น จุด O จึงเป็นจุดศูนย์ถ่วง (C.G.) จุดศูนย์ถ่วงของวัตถุรูปต่างๆ 1. คานตรงสม่ าเสมอ จุด C.G. อยู่ที่จุดกึ่งกลางคาน 2. วัตถุแผ่นกลม จุด C.G. อยู่ที่จุดศูนย์กลางของวงกลม 3. วัตถุแผ่นรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน จุด C.G. อยู่ที่จุดตัดของเส้นทแยงมุม 4. วัตถุแผ่นรูปสามเหลี่ยม จุด C.G. อยู่ที่จุดของเส้นมัธยฐาน 5. วัตถุทรงกลม จุด C.G. อยู่ที่จุดศูนย์กลางของทรงกลม 6. วัตถุรูปทรงกระบอก จุด C.G. อยู่ที่จุดกึ่งกลางของเส้นแกนของทรงกระบอก 7. วัตถุรูปสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ จุด C.G. อยู่ที่จุดศูนย์กลางของสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ ความสมดุล หรือ ดุลยภาพ (Balance) ในทางศิลปะ หมายถึง น้ าหนักที่เท่ากันขององค์ประกอบ ไม่เอนเอียงไปข้างใดข้างหนึ่ง ในทางศิลปะยังรวมถึงความประสาน กลมกลืน ความพอเหมาะพอดีของ ส่วนต่าง ๆ ในรูปทรงหนึ่ง หรืองานศิลปะชิ้นหนึ่ง การจัดวางองค์ประกอบ ต่าง ๆ ลงใน งานศิลปกรรมนั้นจะต้องค านึงถึงจุดศูนย์ถ่วง ในธรรมชาตินั้น ทุกสิ่งสิ่งที่ทรงตัวอยู่ได้โดยไม่ล้ม เพราะมีน้ าหนักเฉลี่ยเท่ากันทุกด้าน ฉะนั้น ในงานศิลปะถ้ามองดูแล้วรู้สึกว่าบางส่วนหนักไป แน่นไป หรือ เบา บางไปก็จะท าให้ภาพนั้นดูเอนเอียง และเกิดความ รู้สึกไม่สมดุล เป็นการบกพร่องทางความงาม ดุลยภาพใน งานศิลปะ มี 2 ลักษณะ คือ 1. ดุลยภาพแบบสมมาตร (Symmetry Balance) หรือ ความสมดุลแบบซ้ายขวาเหมือนกัน คือ การวาง รูปทั้งสองข้างของแกนสมดุล เป็นการสมดุลแบบธรรมชาติลักษณะแบบนี้ใน ทางศิลปะมีใช้น้อย ส่วนมากจะใช้ ในลวดลายตกแต่ง ในงานสถาปัตยกรรมบางแบบ หรือ ในงานที่ต้องการดุลยภาพที่นิ่งและมั่นคงจริง ๆ

2. ดุลยภาพแบบอสมมาตร (Asymmetry Balance) หรือ ความสมดุลแบบซ้ายขวาไม่เหมือน กัน มักเป็น การสมดุลที่เกิดจาการจัดใหม่ของมนุษย์ ซึ่งมีลักษณะที่ทางซ้ายและขวาจะไม่ เหมือนกัน ใช้องค์ประกอบที่ไม่ เหมือนกัน แต่มีความสมดุลกัน อาจเป็นความสมดุลด้วย น้ าหนักขององค์ประกอบ หรือสมดุลด้วยความรู้สึกก็ ได้ การจัดองค์ประกอบให้เกิดความ สมดุลแบบอสมมาตรอาจท าได้โดย เลื่อนแกนสมดุลไปทางด้านที่มีน้ าหนัก มากว่า หรือ เลื่อนรูปที่มีน้ าหนักมากว่าเข้าหาแกน จะท าให้เกิดความสมดุลขึ้น หรือใช้หน่วยที่มีขนาดเล็กแต่มี รูปลักษณะที่น่าสนใจถ่วงดุลกับรูปลักษณะที่มีขนาดใหญ่แต่มีรูปแบบธรรมดา