ธรรมชาติและพัฒนาการทางฟิสิกส์

ธรรมชาติกับ
พัฒนาการทาง

ฟิสิกส์

ธรรมชาติกับพัฒนาการทางฟิสิกส์

ธรรมชาติของฟิสิกส์

ความต้องการในการแสวงหาความรู้เพื่อความเข้าใจ
ธรรมชาติ ด้วยเหตุผลมากกว่าความเชื่อว่าปรากฏการณ์
ธรรมชาติเกิดจากการกระทำของเทพเจ้าหรือภูติ ผี ปีศาจ นำ
ไปสู่การศึกษาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ธรรมชาติด้วยเหตุและ
ผล โดยในยุคกรีกโบราณเรียกการศึกษาหาความรู้ทางด้านนี้
ว่าปรัชญาธรรมชาติ (natural philosophy) ซึ่งต่อมาเรียกว่า
วิทยาศาสตร์ (science) โดยแขนงหนึ่งของวิชานี้คือฟิสิกส์
(physics) ที่มาจากค่าในภาษากรีกซึ่งมีความหมายว่า
ธรรมชาติ

ฟิสิกส์ในยุคแรกๆ นั้นให้ความสำคัญเกี่ยวกับการศึกษา
ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในธรรมชาติ (mana negaran) ที่สัมพันธ์กับ
การดำรงชีวิต เช่นการเปลี่ยนแปลงของฤดูเพื่อใช้เตรียมการเพาะ
ปลูก การเคลื่อนที่ของดวงดาวเพื่อใช้บอกทิศสำหรับการเดินทาง
เพื่อสำรวจสถานที่ใหม่ ๆ หรือขยายอาณานิคม การผ่อนแรงเพื่อ
ใช้ในการขนย้ายสิ่งของและการก่อสร้าง เป็นต้น ในการหาคำ
อธิบายเกี่ยวกับปรากฏการณ์ในธรรมชาติ นักฟิสิกส์จึงให้ความ
สำคัญเกี่ยวกับการทําการทดลองเพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลวิเคราะห์
และสรุปผลจนได้มาซึ่งคำอธิบายที่มีเหตุผลและมีหลักฐานเชิง
ประจักษ์ เป็นผลให้มีการสร้างและพัฒนาเครื่องมือวัดที่ใช้สำหรับ
การสังเกตและเก็บรวบรวมข้อมูลเช่น กล้องโทรทรรศน์ เพื่อใช้ใน
การสังเกตดวงดาวของกาลิเลโอ (Galileo) บารอมิเตอร์เพื่อใช้วัด
ความดันบรรยากาศของทอร์ริเชลลี (Torricelli) เป็นต้น

การศึกษาทางฟิสิกส์ทำให้เกิดการสร้างสิ่งประดิษฐ์ที่เป็น
นวัตกรรมใหม่ ๆ เพื่อทำให้การดำรงชีวิตดียิ่งขึ้น นำไปสู่
การเปลี่ยนแปลงทางเศรษฐกิจและสังคมที่สำคัญในอดีต
เช่นความรู้เกี่ยวกับความร้อนนำสู่การพัฒนาเครื่องจักรไอ
น้ำ ที่ทำให้เกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรมที่เปลี่ยนระบบการ
ผลิตสินค้าจากแรงงานมนุษย์เป็นเครื่องจักรกลที่สามารถ
ผลิตสินค้าได้ปริมาณมากในเวลาที่น้อยลง นอกจากนี้การ
ศึกษาปรากฏการณ์ธรรมชาติทางฟิสิกส์ทำให้เกิดการค้น
พบแนวคิดและสิ่งใหม่ ๆ เช่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
กัมมันตภาพรังสีา ปฏิกิริยานิวเคลียร์า และอนุภาคมูลฐาน
นำมาซึ่งการสร้างและพัฒนาเทคโนโลยีในการดำรงชีวิต
ปัจจุบัน

1.1.2 พัฒนาการของหลักการและแนวคิดทางฟิสิกส์
พัฒนาการของหลักการและแนวคิดทางฟิสิกส์ มีพื้น
ฐานจากการสะสมข้อมูลที่ได้จากการสังเกตการทดลอง
ตั้งแต่ในอดีตถึงปัจจุบันซึ่งในบางครั้งได้นำข้อมูลเหล่า
นั้นมาพิจารณาเพิ่มเติมจากการพัฒนาเครื่องมือวัดที่มี
ความละเอียดมากยิ่งขึ้น หรือนำมาตีความหมายใหม่
จากมุมมองที่เปลี่ยนไปเนื่องจากมีการพัฒนาทฤษฎี
หลักการหรือกฎขึ้นมาใหม่ทำให้ได้คำอธิบายที่เป็น
ความรู้ใหม่

ในบางครั้งนักฟิสิกส์จําเป็นที่จะต้องเผชิญกับแรงกดดันจาก
สังคมในการนำเสนอแนวคิดใหม่ที่ขัดแย้งกับความเชื่อเดิมของคน
ส่วนใหญ่ในสังคม ดังเช่นในกรณีการพัฒนาแนวคิดที่โต้แย้งกับ
ความเชื่อดั้งเดิมที่คนส่วนใหญ่ในยุคนั้นเชื่อว่าโลกเป็นศูนย์กลาง
ของเอกภพที่มีดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์อื่น ๆ โคจร
รอบโลก ทําให้กาลิเลโอหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่พยายามพิสูจน์
ว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ถูกคัดค้านและต่อต้านจากกลุ่มคนที่
ไม่เห็นด้วยและห้ามเผยแพร่เอกสารทั้งหมดที่เขาเขียนขึ้นก่อน
หน้านั้นจนเมื่อเวลาผ่านไปมีนักฟิสิกส์หลาย ๆ คนได้ค้นพบและ
เผยแพร่ข้อมูลที่สนับสนุนแนวคิดดังกล่าวเพิ่มมากขึ้นจนทำให้ใน
ปัจจุบันคนในสังคมส่วนใหญ่ยอมรับว่าแนวคิดเรื่องโลกเป็น
ศูนย์กลางของเอกภพนั้นเป็นความเชื่อที่ไม่ถูกต้อง

1.1.3 ผลของพัฒนาการทาง ฟิสิกส์ที่มีต่อการแสวงหาความรู้ใหม่
และการพัฒนาเทคโนโลยีพัฒนาการทางฟิสิกส์นอกจากมีผลต่อ
การแสวงหาความรู้ใหม่ทางฟิสิกส์ยังมีผลต่อการแสวงหาความรู้
ใหม่ทางวิทยาศาสตร์สาขาอื่น ๆ และการพัฒนาเทคโนโลยีดัง
ตัวอย่างต่อไปนี้

เคมี - ส่วนหนึ่งของความรู้เคมีเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอม
พันธะเคมีอาศัยพื้นฐานจากฟิสิกส์อะตอมและฟิสิกส์นิวเคลียร์
นอกจากนี้เทคนิคและเครื่องมือต่าง ๆ ที่พัฒนาความรู้ทาง
ฟิสิกส์ยังนำมาใช้ศึกษาทางเคมีด้วยเช่นการใช้รังสีเอกหาเลข
อะตอมของธาตุการใช้แมสสเปกโตรกราฟหาไอโซโทปของธาตุ
การใช้สเปกโตรมิเตอร์วิเคราะห์ธาตุรวมทั้งใช้ความรู้ทางฟิสิกส์
สร้างเครื่องวัดความนำไฟฟ้าของสารละลายเครื่องวัดความ
เป็นกรด-เบส เป็นต้น

ชีววิทยา - ส่วนหนึ่งของความรู้ชีววิทยาอาศัยความรู้ฟิสิกส์ใน
การศึกษาเช่นปรากฏการณ์การเคลื่อนย้ายประจุในระดับเซลล์
การถ่ายโอนพลังงานการลำเลียงน้ำในต้นไม้การสังเคราะห์ด้วย
แสงในส่วนของเครื่องมือการใช้ความรู้ทางฟิสิกส์สร้างเครื่องมือ
ต่าง ๆ เพื่อใช้ศึกษาในทางชีววิทยาเช่นกล้องจุลทรรศน์ทั้งกรณี
กล้องจุลทรรศน์แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเครื่อง
ควบคุมแสงสว่างเครื่องควบคุมอุณหภูมิ เป็นต้น

เทคโนโลยีด้านพลังงาน - เริ่มจากใช้ความรู้ฟิสิกส์สาขา
กลศาสตร์และความร้อน ปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องจักร
ไอน้ำพัฒนาการสู่การประดิษฐ์เครื่องจักรสันดาปภายใน
พัฒนาต่อมาเป็นเครื่องยนต์แก๊สโซลีน เครื่องยนต์ดีเซล
เครื่องจักรกังหันไอน้ำ พื้นฐานการใช้ความรู้ฟิสิกส์สาขาไฟฟ้า
และแม่เหล็กนำไปสู่การประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า รวมทั้ง
สิ่งต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตหรือการใช้พลังงานไฟฟ้าใน
ลักษณะต่าง ๆ ตามมามากมายการใช้ความรู้ฟิสิกส์เป็นพื้น
ฐานในการสร้างอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนพลังงานต่าง ๆ อย่างที่
ปรากฏในปัจจุบันเช่นกังหันน้ำและกังหันลมที่มีประสิทธิภาพ
สูงขึ้นเซลล์เชื้อเพลิงเซลล์สุริยะและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เป็นต้น

เทคโนโลยีด้านสื่อสารโทรคมนาคม - มีการพัฒนาเพิ่มขึ้นเป็น
ลำดับโดยเริ่มจากการใช้ความรู้ฟิสิกส์สาขาไฟฟ้าแม่เหล็กประดิษฐ์
อุปกรณ์สื่อสารระบบโทรเลขใช้รับส่งข่าวสารในรูปของสัญญาณ
ไฟฟ้าผ่านเส้นลวด ต่อมาพัฒนาเป็นโทรศัพท์ซึ่งมีพื้นฐานมาจาก
ความรู้ฟิสิกส์เกี่ยวกับการเกิดเสียงและการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
ไฟฟ้า ทำให้เกิดการส่งสัญญาณเสียงไปตามสายโทรศัพท์ หลังจาก
มีการสร้างอุปกรณ์ส่งและรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้สำเร็จ จึงได้มี
การประดิษฐ์และพัฒนาเครื่องมือสื่อสารในรูปคลื่นวิทยุทำให้เกิด
การค้นพบความรู้ใหม่ทางฟิสิกส์เพิ่มขึ้น จนแยกได้เป็นอีกสาขาหนึ่ง
ได้แก่ อิเล็กทรอนิกส์ ความรู้จากฟิสิกส์สาขานี้ได้ใช้เป็นพื้นฐานใน
การประดิษฐ์ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดเช่น หลอด
สุญญากาศสารกึ่งตัวน่าทรานซิสเตอร์ไอซีไมโครโปรเซสเซอร์

ซึ่งนำไปใช้ในการสร้างอุปกรณ์สื่อสารที่สามารถส่งสัญญาณเสียง
และภาพไปพร้อมกับสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นโทรศัพท์ไร้
สาย โทรทัศน์ นอกจากนี้ความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์ ยังนำไปใช้ใน
การสร้างและพัฒนาเครื่องวัดและเครื่องควบคุมต่าง ๆ รวมทั้ง
คอมพิวเตอร์และหุ่นยนต์

1.2 การวัดและการบันทึกผลการวัดปริมาณทางฟิสิกส์
ปริมาณทางฟิสิกส์เป็นปริมาณที่สามารถวัดได้ด้วย

เครื่องมือโดยตรงหรือโดยอ้อมดังนั้นเครื่องมือวัดทาง
วิทยาศาสตร์หรือฟิสิกส์จึงมีความจำเป็นสำหรับการวัด
ดังนี้
1. เครื่องมือวัดช่วยทําให้เราสามารถวัดปริมาณต่าง ๆ ที่
ต้องการได้สะดวกรวดเร็วและปลอดภัย

2. เครื่องมือวัดทําให้เราสามารถวัดปริมาณต่าง ๆ ที่
ประสาทการรับรู้ของมนุษย์ไม่สามารถตรวจสอบได้โดยตรง
* เครื่องวัดช่วยให้ได้มาซึ่งข้อมูลใหม่ ๆ ที่ต้องการ *
การแสดงผลการวัด

โดยทั่วไปเครื่องมือวัดจะแสดงผลการวัด 2 แบบคือ
1. แสดงผลการวัดแบบขีดสเกลเช่นไม้บรรทัดไม้เมตรสายวัด
2. แสดงผลการวัดแบบตัวเลขเช่นนาฬิกาจับเวลา มิเตอร์รถยนต์

1.2.1 ระบบหน่วยระหว่างชาติ
หน่วย(unit) คือชื่อที่ใช้กำหนดปริมาณเดิมใช้กันหลายระบบ

ปัจจุบันองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรฐานเสนอให้ใช้หน่วย
ระบบเดียวกันเรียกว่า ระบบหน่วยระหว่างชาติ (system
international units) เรียกโดยย่อว่า หน่วยเอสไอ (SI unit)

อุปสรรค (Prefixes) คำอุปสรรคหมายถึงสัญลักษณ์ที่ใช้แทนเลขสิบ
ยกกำลัง(10 บวกลบ n) ที่ใช้เขียนไว้หน้าหน่วยเอสไอเพื่อที่จะทำให้
หน่วยนั้นใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงมีผลให้เขียนปริมาณที่มีค่ามาก ๆ หรือ
ค่าน้อย ๆ ได้กะทัดรัดเกิดความสะดวกและรวดเร็วดัง ตาราง









1.2.2 สัญกรณ์วิทยาศาสตร์
ในบางครั้ง ปริมาณทางฟิสิกส์อาจมีค่ามากหรือน้อยกว่าหนึ่ง

มาก ๆ ปริมาณที่มีตัวเลขหลายตัวจะเกิดความยุ่งยากในการนำไปใช้
งานจึงนิยมเขียนตัวเลขในรูปการคูณของเลขยกกำลังที่มีฐานเป็นสิบ
และเลขชี้กำลังเป็นจำนวนเต็มมีรูปทั่วไปคือ A*10ยกกำลังn เมื่อ 1
<A <10 และ n เป็นจำนวนเต็มการเขียนปริมาณแบบนี้เรียกว่าสัญ
กรณ์วิทยาศาสตร์ (Scientific notation) เช่นอัตราเร็วแสงมีค่า
ประมาณ 300000000 เมตรต่อวินาทีเขียนได้เป็น 3.00 × 10 เมตร
ต่อวินาทีรัศมีอะตอมของไฮโดรเจนเท่ากับ 0.000000000053 เมตร
เขียนได้เป็น 5.3 × 10 ยกกำลัง-11 เมตร

1.2.3 เลขนัยสําคัญ (Significant figure)
เลขนัยสําคัญ คือ ปริมาณที่ได้จากการวัดการทดลองปริมาณนี้

จะบ่งบอกถึงความละเอียดของอุปกรณ์ซึ่งมีผลต่อการชื่อถือและ
การยอมรับผลของการทดลอง (ค่าจริง + ค่าประมาณ)
Phusanisa

การบวก ลบ คูณและหารเลขนัยสำคัญ
การบวก ลบ เลขนัยสําคัญ : คิดเหมือนการบวกและการลบเลข

ทั่วๆไป แต่เวลาตอบเลขหลังจุดทศนิยมให้ตอบเท่ากับจํานวน
ตำแหน่งทศนิยมที่มีจำนวนน้อยที่สุด (ให้ดูหลังจุดทศนิยม)

ข้อควรจํา การบวกและลบเลขนัยสำคัญ : คําตอบเน้นจํา
นวนตำแหน่งหลังจุดทศนิยมเท่ากับตัวตั้งที่มีตำแหน่ง
ทศนิยมน้อยตำแหน่งที่สุด

การคูณและหารเลขนัยสำคัญ : คำตอบเน้นจำนวนนัยสำคัญ
เท่ากับตัวตั้งที่มีจำนวนนัยสำคัญน้อยที่สุด

1.2.4 การบินทผลการคำนวณ
ในการศึกษาค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ เราไม่เพียงแต่ใช้ข้อมูล

ที่วัดได้โดยตรงเท่านั้นเรายังมีการนําข้อมูลที่ได้มาคํานวณเพื่อใช้
ประโยชน์อื่นต่อไปอีกการนำเอาจำนวนที่มีตัวเลขนัยสำคัญต่างกัน
ที่ได้จากเครื่องมือวัดที่มีความละเอียดต่างกันมาบวก ลบ คูณและ
หารกันจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ได้มีตัวเลขนัยสำคัญและความละเอียด
มากเกินไป ดังนั้นการบันทึกผลการคำนวณจำเป็นที่จะต้อง
พิจารณาจากตัวเลขนัยสำคัญและความละเอียดให้เหมาะสม

1.3 การทดลองทางฟิสิกส์
1.3.1 การรายงานความคลาดเคลื่อน
การวัดปริมาณต่าง ๆ จะมีความคลาดเคลื่อนเสมอขึ้นอยู่กับ

เครื่องมือวิธีการวัดประสบการณ์ของผู้วัดรวมทั้งสภาพแวดล้อมในการ
ทดลองหนึ่ง ๆ เรามักจะมีการวัดหรือทดลองหลายครั้งเพื่อลด
ความคลาดเคลื่อนจากการทดลองซึ่งค่าความคลาดเคลื่อนสามารถ
แสดงในรายงานผลทั้งในรูปแบบตัวเลขและกราฟ

1.3.2 การวิเคราะห์ผลการทดลอง
ใช้การพิจารณาจากข้อมูลรวมทั้งการใช้การคำนวณ

ตามความเหมาะสมเมื่อได้ผลสรุปที่เป็นปริมาณควรแสดง
โอกาสผิดพลาดได้ของปริมาณนั้นด้วยการใช้กราฟเส้นตรงช่วย
ในการวิเคราะห์โดยเฉพาะเพื่อหาหรือพิสูจน์ความสัมพันธ์
ระหว่างสองปริมาณที่เป็นปฏิภาคกันกราฟเส้นโค้งใช้ดูการ
เปลี่ยนแปลงได้ แต่ไม่สามารถพิสูจน์ความสัมพันธ์ได้ชัดเจน

สมการทางคณิตศาสตร์ของกราฟเส้นตรงจะอยู่ในรูป
y = mx + c เมื่อ m คือความชันหรือ slope และ c คือจุดตัด
แกน y กราฟเป็นดังรูป

ในการทดลองเราอาจให้ y และ x แทนปริมาณเป็นกำลังสองหรือ
รากที่สองของบางปริมาณก็ได้เส้นกราฟที่วางให้ดีเทียบกับจุด
ทดลองซึ่งแต่ละจุดมีค่าบวกลบจะมีความเป็นไปได้ที่ความชันของ
เส้นกราฟจะมีค่าบวกลบขนาดหนึ่งได้คือเส้นกราฟสามารถเอียง
ต่าง ๆ โดยยังผ่านทุกจุดได้ซึ่งต้องพิจารณาจากจุดข้อมูลต่าง ๆ
ด้วย









การเคลื่อนที่แนวตรง
รู้จักปริมาณที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่

ในการศึกษาการเคลื่อนที่ สิ่งที่เราสนใจคือ “วัตถุเคลื่อนที่จากจุด
หนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้อย่างไร” ซึ่งในการวัดการเปลี่ยนแปลงการ
เคลื่อนที่ของวัตถุนี้จะมีปริมาณมากมายเข้ามาเกี่ยวข้อง ได้แก่

1. การกระจัดและระยะทาง
ถ้าอยากรู้ว่า “วัตถุที่เราสนใจเคลื่อนที่จากจุดเริ่มต้นมาไกลแค่ไหน”
ระยะทางและการกระจัดเป็นปริมาณที่จะตอบคำถามของเราได้
เพราะระยะทางและการกระจัดเป็นปริมาณที่บ่งบอกถึงระยะห่าง
ระหว่าง “จุดเริ่มต้น” และ “จุดสุดท้าย” โดย ระยะทาง (Distance)
เป็นระยะทั้งหมดของการเคลื่อนที่จริง ๆ เป็นปริมาณสเกลาร์ มีแค่
ขนาด ไม่มีทิศทาง ส่วน การกระจัด (Displacement) เป็นปริมาณที่
บอกระยะห่างของจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้าย เป็นปริมาณเวกเตอร์
เพราะมีทั้งขนาดและทิศทาง

การกระจัดจะมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับระยะทางเสมอ
การกระจัดส่วนใหญ่มักมีขนาดที่น้อยกว่าระยะทาง (โดย
กรณีที่จุดเริ่มต้นกับจุดสุดท้ายห่างกันเป็นเส้นตรง การก
ระจัดและระยะทางจะมีขนาดเท่ากัน) และทั้งระยะทาง
และการกระจัดจะมีหน่วยวัดเป็นเมตร (m) มาดูความ
แตกต่างระหว่างระยะทางและการกระจัดกันดีกว่า ใน
การเดินจากห้องเรียนไปห้องน้ำ เพื่อน ๆ ต้องเดินตรงไป
ทางทิศตะวันออกเพื่อออกจากห้องเรียน และเลี้ยวขวา
เพื่อไปที่ห้องน้ำ มาลองคิดกันเล่น ๆ ว่าระยะทางและ
การกระจัดของการเดินครั้งนี้จะมีค่าเท่าไหร่

2. ความเร็วและอัตราเร็ว
ความเร็วและอัตราเร็วเป็นปริมาณที่จะบอกเราว่า “วัตถุที่เราสนใจ
เคลื่อนที่เร็วแค่ไหน” หน่วยของความเร็วและอัตราเร็วจะเป็นเมตร
ต่อวินาที (m/s)

โดย ความเร็ว (Velocity) จะเท่ากับอัตราส่วนระหว่างการกระจัดต่อ
เวลา ความเร็วจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์เหมือนกับการกระจัด เรา
สามารถพิจารณาความเร็วได้ 3 แบบ ได้แก่
Phusanisa

ส่วน อัตราเร็ว (Speed) หาได้จากอัตราส่วนระหว่างระยะทางต่อ
เวลา อัตราเร็วจึงเป็นปริมาณสเกลาร์เหมือนกับระยะทาง อัตราเร็ว
มี 3 แบบ คือ

3. ความเร่งและอัตราเร่ง
ในระหว่างการเคลื่อนที่ วัตถุที่เราสนใจอาจ

เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่สม่ำเสมอ นั่นคืออาจ
จะเคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือช้าลง เพราะมีปริมาณ
ที่เรียกว่าความเร่งและอัตราเร่งเข้ามา
เกี่ยวข้อง

พคทิ(ีจว่mเาาปห/รมsลนีณย่เ่ยรวก่านงยกคจไขึำปวงอลเาังป(มง็Δอนั2เตรv)ป่รงเโราไวิดดมเก้ยรา่เ3งณตคแแอวเลบวรา์ะ)กมบคเเหวตรไ่ดางาอ้มแรร(์ดเAเก้ร่หว่cงมยcคืืeอเอวlนeเลมกrาัaตบทีtร่คiเoตปว่nอาลี)ว่มยิหนเนราา็ไวไทปีด้ยเจร(กΔาากกสtำคา)ลมวังาา2มรถเร็ว

ปกติความเร่งจะมีทิศทางเดียวกับทิศของการเปลี่ยนแปลง
ความเร็วเสมอ แต่ถ้าความเร่งเป็นลบ ทิศทางของความเร่งจะตรง
กันข้ามกับทิศของการเคลื่อนที่ เราเรียกความเร่งนี้ว่า ความหน่วง
(Deceleration)

อัตราเร่ง (Acceleration) หาได้จากอัตราเร็วที่เปลี่ยนไป
(Δv) หารด้วยเวลาที่เปลี่ยนไป (Δt) เป็นปริมาณสเกลาร์
เราสามารถพิจารณาอัตราเร่งได้ 3 แบบเช่นเดียวกับ
ความเร่ง คือ อัตราเร่งเฉลี่ย (aห้อยav) อัตราเร่งขณะใด
ขณะหนึ่ง (aห้อยt) และอัตราเร่งคงที่ (a) แต่ในการคำนวณ
มักใช้ความเร่ง ซึ่งมีทั้งขนาดและทิศทางมากกว่าอัตราเร่งที่
เป็นปริมาณสเกลาร์

จากตารางสรุปจะเห็นได้ว่าปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการ
เคลื่อนที่จะมีทั้งปริมาณที่เป็นเวกเตอร์และสเกลาร์แยก
กันชัดเจนหน่วยที่โจทย์ให้มาอาจไม่ได้อยู่ในรูปของเมตร
และวินาทีซะทีเดียว

การเคลื่อนที่แนวตรงมีกี่แบบ ?
การเคลื่อนที่แนวตรงเป็นการเคลื่อนที่ใน “1 มิติ”

เหมือนกับเส้นตรงที่มีทิศทางแค่ 2 แบบคือเดินหน้ากับถอย
หลัง ถ้าเส้นกราฟนั้นวางอยู่ในแนวราบแบบแกน x ก็จะ
เป็นการเคลื่อนที่ในแนวราบ แต่ถ้ากราฟนั้นตั้งอยู่ในแนว
ดิ่งแบบแกน y การเคลื่อนที่นั้นก็จะเป็นการเคลื่อนที่ใน
แนวดิ่ง หรือการตกแบบอิสระ (Free fall)

1. การเคลื่อนที่ในแนวราบ
เป็นการเคลื่อนที่แบบไปซ้ายหรือขวา หรือไปข้างหน้าหรือหลัง

ทิศทางหลัก ๆ จะเป็นเส้นตรง ส่วนสมการสำหรับการเคลื่อนที่ในแนว
ราบ เราจะหยิบปริมาณต่าง ๆ ที่เราได้เรียนรู้กันไปในหัวข้อก่อนหน้านี้
มาใช้ในการคำนวณ

สมการเหล่านี้จะช่วยให้เราแก้โจทย์ได้เร็วขึ้น
เคล็ดลับคือการอ่านโจทย์ให้ละเอียด ลิสต์ตัวแปร
ที่โจทย์ให้ค่ามาให้ครบแล้วเลือกสมการที่มี
ตัวแปรครอบคลุมทั้งหมด

2. การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง หรือการตกแบบอิสระ (Free fall)
ในการตกแบบอิสระ ความเร่งของเราจะเป็นความเร่งเนื่องจาก

แรงโน้มถ่วง (g เวกเตอร์) ซึ่งมีค่าแตกต่างกันตามลักษณะ
ภูมิประเทศของแต่ละพื้นที่ แต่เพื่อให้ง่ายต่อการคำนวณ ในวิชา
ฟิสิกส์เราจะใช้ค่า (g เวกเตอร์) อยู่ประมาณ 9.8, 9.81 หรือ 10
m/sยกกำลัง2 หรือแล้วแต่โจทย์จะกำหนด สิ่งที่สำคัญคือการ
กำหนดทิศของปริมาณ
สำหรับสมการของการตกแบบอิสระ เหมือนกับสมการของการ
เคลื่อนที่ในแนวราบ แต่เปลี่ยนความเร่ง (a เวกเตอร์) ให้เป็น
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g เวกเตอร์)



3.เเรงเเละกฎการเคลื่อนที่
3.1 เเรง (Force)
จากการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวตรง พบว่า วัตถุ

อาจมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว หรือมีการเปลี่ยนแปลง
ความเร็ว ซึ่งอะไรคือสาเหตุที่ทำให้วัตถุมีการเคลื่อนที่เป็นแบบดัง
กล่าว โดยปริมาณที่เกี่ยวข้องกับลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุใน
แนวตรง ได้แก่ ระยะทาง, การกระจัด, อัตราเร็ว, ความเร็ว,
ความเร่ง และช่วงเวลา หากเดิมมีวัตถุหยุดนิ่งอยู่กับที่แล้วต้องการ
ให้วัตถุเคลื่อนที่ หรือถ้ากำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแล้วต้องการให้
วัตถุเกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็ว พบว่า จะต้องมีแรงมากระทำ
กับวัตถุ แสดงว่า แรงที่กระทำต่อวัตถุ จะทำให้วัตถุมีความเร็ว
เปลี่ยนไป ซึ่งอาจเปลี่ยนเฉพาะขนาด หรือทิศทาง หรืออาจเปลี่ยน
ทั้งขนาดและทิศทางก็เป็นได้

ดังนั้น แรง คือ ความพยายามที่จะทำให้วัตถุเกิดการ
เปลี่ยนแปลง โดยการเปลี่ยนแปลงของวัตถุ มีใน
ลักษณะต่างกัน เช่น รูปร่าง ตำแหน่ง หรือการหมุน ซึ่ง
เกิดจากการกระทำของแรงในลักษณะต่าง ๆ และอาจ
จะมีแรงมากกว่า 1 แรงที่มากระทำต่อวัตถุนั้น
เนื่องจากแรงเป็นปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง จึง
จัดได้ว่าแรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยคือ นิวตัน(N)





3.2 เเรงลัพธ์
การหาแรงลัพธ์

จากความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเวกเตอร์ ถ้าหากมีแรงกระทำกับ
วัตถุมากกว่า 1 แรง จะสามารถรวมแรงเหล่านั้น หรือหาแรงลัพธ์ด้วย
วิธีการทางเวกเตอร์ ซึ่งอาจจะสรุปวิธีการหาแรงลัพธ์ได้ ดังนี้

3.2.1 การเขียนการเขียนแรงรับโดยวิธีการเขียนเวกเตอร์ของแรง
การใช้หางต่อหัว คือเอาหางของลูกศรที่แทนแรงที่ 2 มาต่อหัวลูกศร
ที่แทนแรงที่ 1 แล้วเอาหางลูกศรที่แทนแรงที่ 3 มาต่อหัวลูกศรที่แทน
แรงที่ 2 ต่อกันไปจนหมด โดยทิศของลูกศรที่แทนแรงเดิมไม่
เปลี่ยนแปลงขนาดของแรงลัพธ์คือ ความยาวลูกศรที่ลากจากจุดเริ่ม
ต้น ไปยังจุดสุดท้าย มีทิศจากจุดเริ่มต้นไปจุดสุดท้าย

ตัวอย่าง เมื่อมีแรง A B และ
C มากระทำต่อวัตถุ ดังรูป

3.2.2 การหาขนาดและทิศทางของแรงลัพธ์โดยวิธี
คำนวณ ใช้สำหรับการหาแรงลัพธ์ของแรงย่อยที่มี 2
แรง แบ่งได้ 3 ลักษณะ คือ

3.2.2.1 แรงทั้งสองไปในทิศทางเดียวกัน แรงลัพธ์มี
ขนาดเท่ากับผลบวกของแรงทั้งสอง ส่วนทิศทางของ
แรงลัพธ์ ไปทางเดียวกับทิศทางของแรงทั้งสอง จะได้ว่า

3.2.2.2

3.2.2.3
ใช้หาแรงลัพธ์ย่อย เมื่อแรงลัพธ์ย่อยมากกว่า 2 แรงโดยอาศัยการ
แยกเวกเตอร์มาแยกแรงให้อยู่บนแกน x และแกน y หรือแกนตั้ง
ฉากใดๆ 2 แกน แล้วรวมแรงในแต่ละแกนให้เป็นแรงเดียว แนะนำ
แรงลัพธ์จากทั้งสองแกนมาหาแรงลัพธ์สุดท้ายอีกครั้ง ดังภาพ

3.3 มวลเเรงเเละกฎการเคลื่อนที่
3.3.1 มวลเเละความเฉื่อย
มวล (Mass)

จากความรู้เรื่องแรง พบว่าแรงสามารถทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพ
การเคลื่อนที่ได้ แต่ในการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ
นอกจากจะขึ้นอยู่กับแรงแล้วยังพบว่ามีปริมาณอื่นที่มีความเกี่ยวข้อง
ด้วย ดังตัวอย่างเหตุการณ์ต่อไปนี้ ถ้านำขวดพลาสติกขนาดเท่ากับ 3
ใบ แล้วใช้กระดาษหุ้มให้มิดชิด ใบแรกภายในวางเปล่า ใบที่สองเติม
น้ำลงไปครึ่งขวด และใบที่สามเติมน้ำจนเต็มขวด แล้วแขวนไว้ในแนวดิ่ง
และลองขยับขวดไปมาในแนวระดับ ดังภาพ

เมื่อขยับขวดขวดแต่ละใบในมือ โดยใช้แรงที่เท่ากัน การต้านมือของ
วัตถุเป็นความรู้สึกว่า เมื่อออกแรงผลักวัตถุ แล้ววัตถุไม่เคลื่อนที่
หรือเมื่อให้ขวดทั้งสามใบแกว่งแล้วใช้มือต้านให้วัตถุหยุด ความยาก
ง่ายหรือแรงที่ใช้ต้านทานการเคลื่อนที่ย่อมแตกต่างกัน โดยขวดที่
บรรจุน้ำเต็มขวดจะรู้สึกว่าต้านทานการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่
มากที่สุด และสำหรับขวดเปล่าจะรู้สึกว่าต้านทานการเปลี่ยนสภาพ
การเคลื่อนที่น้อยที่สุด จะเรียก สมบัติของวัตถุที่ต้านต่อการเปลี่ยน
สภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้นว่า “ความเฉื่อย (Inertia)” และ
เรียกปริมาณที่บอกให้ทราบว่า วัตถุใดมีความเฉื่อยมากหรือน้อยว่า
มวล

อาจสรุปได้ว่า มวล คือ ปริมาณที่บอกให้ทราบถึง
การต้านการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุ ซึ่ง
เป็นปริมาณสเกลาร์ ใช้สัญลักษณ์ คือ “ m ”มี
หน่วยเป็น กิโลกรัม (kg )