แรงและ การเคลื่อนที่

แรง และ การเคลื่อนที่

สาระสำคัญ ปริมาณทางฟิสิกส์แบ่งได้เป็น 2 ปริมาณ คือ ปริมาณเวกเตอร์ เป็นปริมาณที่มีการแสดง ข้อมูล ตัวเลขที่ต้องบอกทั้งขนาดและทิศทาง จึงจะทำให้ได้ความหมายครบถ้วนสมบูรณ์ เช่น แรง การกระจัด ความเร็ว ความเร่ง ฯลฯ ส่วนปริมาณสเกลาร์นั้นเป็นปริมาณที่บอก ขนาดเพียงอย่างเดียวก็ได้ความหมายสมบูรณ์ เช่น เวลา มวล ระยะทาง อัตราเร็ว อัตราเร่ง ฯลฯ แรง ตามความหมายที่ใช้กันทั่วไป หมายถึง ความพยายามที่จะทำให้วัตถุเปลี่ยนแปลง สภาพ การเคลื่อนที่ เช่น ทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเคลื่อนที่ หรือทำให้วัตถุที่เคลื่อนที่อยู่เคลื่อนที่ให้เร็ว ขึ้นหรือช้าลงหรือทำให้วัตถุเปลี่ยนทิศทาง ซึ่งเป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แรงเสียดทานเป็นแรงกระทำซึ่งต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สัมผัสกัน จำแนกเป็น 2 ชนิด คือ แรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์ ลักษณะของการเคลื่อนที่มีหลายแบบ เช่น เคลื่อนที่แนวตรง แบบโพรเจกไทล์ และการเคลื่อนที่แบบวงกลม และการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย เป็นต้น เรื่องที่จะศึกษา ปริมาณเวกเตอร์ แรงและชนิดของแรง กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แรงเสียดทาน การเคลื่อนที่ของวัตถุ การเคลื่อนที่แบบต่างๆ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม บอกความแตกต่างระหว่างปริมาณสเกลาร์และปริมาณเวกเตอร์ได้ หาเวกเตอร์ลัพธ์ได้ อธิบายความหมายของแรงได้ จำแนกชนิดของแรงได้ คำนวณหาแรงลัพธ์ได้ อธิบายกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันได้ อธิบายความหมายของแรงเสียดทานได้ บอกการใช้ประโยชน์ของแรงเสียดทานในชีวิตประจำวันได้ อธิบายลักษณะของการเคลื่อนที่ได้ ยกตัวอย่างการเคลื่อนที่ได้ มีคุณธรรมจริยธรรม และลักษณะที่พึงประสงค์ โดยบูรณาการปรัชญาเศรษกิจพอเพียง

3.1 ปริมาณเวกเตอร์ 3.1.1 สัญลักษณ์และการเขียนรูปแทนปริมาณเวกเตอร์ ปริมาณเวกเตอร์จะใช้ลูกศรแสดงขนาดและทิศทาง โดยความยาวของลูกศรแสดงถึงขนาด ของเวกเตอร์ และหัวลูกศรแสดงถึงทิศทางของเวกเตอร์นั้น สัญลักษณ์ของปริมาณเวกเตอร์ ใช้ตัวอักษร มีลูกศรชี้จากซ้ายไปขวาอยู่เหนือตัวอักษรภาษาอังกฤษ เช่นอ่านว่า เวกเตอร์ 3.1.2 เวกเตอร์ที่เท่ากัน เวกเตอร์ 2 เวกเตอร์เท่ากัน เมื่อเวกเตอร์ทั้งสองมีขนาดเท่ากันและทิศทางไปทาง เดียวกัน 3.1.3 การบวกลบเวกเตอร์ การนำเวกเตอร์ตั้งแต่ 2 เวกเตอร์ขึ้นไปมาบวกหรือลบกัน ได้ผลลัพธ์เป็นปริมาณ เวกเตอร์ เรียกว่า เวกเตอร์ลัพธ์ (Resultant vector) ใช้สัญลักษณ์เป็น สามารถทำได้ 2 วิธี คือ 3.1.3.1 การบวกลบเวกเตอร์โดยวิธีสร้างรูป (แบบหางต่อหัว) 1) การบวกเวกเตอร์โดยวิธีสร้างรูป มี 4 ขั้นตอน ดังนี้ 1.1) เขียนลูกศรแทนเวกเตอร์ตัวตั้งตามขนาดและทิศทางที่กำหนด 1.2) เขียนเวกเตอร์ตัวบวกตามขนาดและทิศทางที่กำหนด โดยนำหางลูกศรของเวกเตอร์ ตัวบวก ต่อกับหัวเวกเตอร์ตัวตั้ง 1.3) ถ้ายังมีเวกเตอร์ที่คงเหลืออยู่อีก ให้นำหางลูกศรของเวกเตอร์ที่เหลือ มาเขียน ต่อกับหัวเวกเตอร์ที่เขียนไว้แล้วไปเรื่อยๆ จนครบทุกเวกเตอร์ 1.4) เวกเตอร์ลัพธ์ของเวกเตอร์ย่อย หาได้โดยลากลูกศรจากหางเวกเตอร์ตัวตั้งไปยัง หัวลูกศรของเวกเตอร์ตัวสุดท้าย ลูกศรที่ลากนี้แทนทั้งขนาดและทิศทางของเวกเตอร์ลัพธ์

3.2 แรงและชนิดของแรง 3.2.1 ความหมายของแรง แรง (Force) หมายถึง ความพยายามที่จะทำให้วัตถุเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ เช่น ทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเคลื่อนที่ หรือทำให้วัตถุที่เคลื่อนที่อยู่เคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือช้าลง หรือ ทำให้วัตถุ มีการเปลี่ยนทิศทางตลอดจนทำให้วัตถุมีการเปลี่ยนขนาดหรือรูปทรงไปจากเดิมได้ 3.2.2 ชนิดของแรง แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ 3.2.2.1 แรงมูลฐานในธรรมชาติ คือ แรงที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ไม่สามารถอธิบายได้ว่า เพราะเหตุใดจึงเกิดแรงเหล่านี้ขึ้น แต่รู้ว่ามีแรงเกิดขึ้นเพราะสามารถทดลองให้เห็นจริงได้ แรงมูลฐานในธรรมชาติจะแบ่งออกเป็นชนิดต่างๆ ได้ 4 แรง คือ 1) แรงโน้มถ่วงของโลก (Gravitation force) คือ แรงที่โลกกระทำต่อมวลของวัตถุ ทำให้วัตถุมีน้ำหนักและวัตถุตกกลับมายังผิวโลก 2) แรงแม่เหล็ก (Magnetic force) คือ แรงที่เกิดขึ้นรอบๆ แท่งแม่เหล็ก ทำให้ เกิดแรงดูดหรือผลักกับแท่งแม่เหล็กอื่นๆ และสารแม่เหล็กได้ บริเวณที่แรงแม่เหล็ก ส่งไปถึง เรียกว่า สนามแม่เหล็ก จะมีทิศทางของแรงแม่เหล็กที่กระทำจากขั้วเหนือไป ขั้วใต้ 3) แรงไฟฟ้า (Electric force) คือ แรงระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ถ้าเป็นประจุ ชนิดเดียวกันจะเป็นแรงผลักและถ้าเป็นประจุตรงข้ามจะเป็นแรงดูด 4) แรงนิวเคลียร์ (Nuclear force) หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคใน นิวเคลียสของอะตอม ทำให้อนุภาคโปรตอนมารวมกันในนิวเคลียสได้ หากต้องการทำลาย แรงยึดเหนี่ยวจะต้องใช้พลังงานสูงมาก

3.2.3 การหาแรงลัพธ์ เมื่อมีแรงมากระทำต่อวัตถุ เช่น การออกแรงลากวัตถุ ถ้าแรงนั้นมีค่ามากพอจะ ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปตามแรงนั้นได้ หากมีแรงหลายแรงกระทำต่อวัตถุพร้อมกัน วัตถุย่อม จะเคลื่อนที่ ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเท่านั้น เสมือนกับว่าแรงเหล่านั้นรวมกันเป็น แรงเพียงแรงเดียว เรียกว่า แรงลัพธ์ (Resultant) ใช้สัญลักษณ์ ซึ่ง หมายถึง แรงเพียง แรงเดียวที่เกิดจากแรงย่อยๆ รวมกัน แบบเวกเตอร์ การหาแรงลัพธ์มี 2 วิธีคือ 3.2.3.1 การหาขนาดและทิศทางของแรงลัพธ์ โดยวิธีสร้างรูป เขียนเวกเตอร์แทนแรงแต่ละแรงโดยให้มีขนาดและทิศทางตามที่โจทย์ กำหนด แล้วใช้วิธีนำหางต่อหัว โดยนำหางของเวกเตอร์ที่แทนแรงที่ 2 ต่อกับหัวของ แรงตัวตั้ง และนำเวกเตอร์ที่แทนแรงอื่นตามที่โจทย์กำหนดมาต่อเช่น เดียวกันจนหมด ขนาดของแรงลัพธ์ คือ ความยาวเวกเตอร์ที่ลากจากจุดเริ่มต้น ไปยังจุดสุดท้าย 3.2.3.2 การหาขนาดและทิศทางของแรงลัพธ์ โดยการคำนวณ 1) กรณีแรงอยู่บนเส้นตรงเดียวกันหรือขนานกัน แรงลัพธ์หาได้จากนำขนาดของแรงที่มี ทิศทางเดียวกันมาบวกกัน ถ้าแรงมีทิศทางตรงกันข้ามให้นำขนาดมาลบกัน 2) แรงที่ตั้งฉากกัน แรงลัพธ์หาได้จากการคำนวณโดยใช้ทฤษฎีพีทากอรัส 3) กรณีแรง 2 แรงทำมุมกัน สามารถคำนวณหาขนาดและทิศทางของแรงลัพธ์ โดยใช้ทฤษฎีสี่เหลี่ยมด้านขนานของแรง

3.3 กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้ศึกษาธรรมชาติของแรงที่มีผลต่อสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุ และได้ตั้งกฎเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของนิวตัน เพื่ออธิบายสภาพการเคลื่อนที่และการ เปลี่ยนแปลง สภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุ ดังต่อไปนี้ 3.3.1 กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน (Newton’s law of motion) จากการศึกษาเกี่ยวกับแรงและสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุพบว่า ถ้าวัตถุอยู่นิ่งหรือกำลัง เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เมื่อไม่มีแรงมากระทำหรือมีแรงมากระทำต่อวัตถุ และแรงลัพธ์ เป็นศูนย์วัตถุจะยังคงสภาพนิ่ง หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เช่นเดิมต่อไป สามารถแสดง ความสัมพันธ์ ตามสมการ 3.3.2 กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน (Newton’s second law of motion) เมื่อวัตถุถูกแรงภายนอกที่มีค่าไม่เป็นศูนย์มากระทำ และแรงภายนอกมีค่ามากพอ จะทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่จากเดิม เช่น ถ้าเดิมวัตถุหยุดนิ่งเมื่อมีแรง ภายนอกมากระทำจะส่งผลให้วัตถุเคลื่อนที่ หรือเดิมถ้าวัตถุเคลื่อนที่อยู่เมื่อถูกแรง ภายนอกมากระทำส่งผลให้วัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้น ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลงหรือหยุดนิ่ง จะ เรียกว่าวัตถุมี “ความเร่ง” การเปลี่ยนสภาพ การเคลื่อนที่เดิมของวัตถุ ซึ่งจะมากหรือ น้อยขึ้นอยู่กับขนาดของแรงภายนอกที่มากระทำต่อวัตถุ และมวลของวัตถุนั้น นิวตัน ได้ให้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุไว้ว่า “ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุมีค่าไม่เป็นศูนย์ วัตถุจะเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่” จากความสัมพันธ์ระหว่างแรง มวล และความเร่งดังกล่าว สรุปเป็นกฎการเคลื่อนที่ ข้อที่สองของนิวตันได้ว่า “เมื่อมีแรงลัพธ์ที่มีขนาดไม่เป็นศูนย์มากระทำกับวัตถุ จะทำให้ วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ที่มากระทำ และขนาดของความเร่งจะ แปรผันตรงกับขนาด ของแรงลัพธ์และแปรผกผันกับมวลของวัตถุ” โดยมีความ สัมพันธ์ตามสมการ 3.3.3 กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน (Newton’s third law of motion) ตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่ง และข้อที่สองของนิวตัน เป็นการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง แรงกับการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อมีแรงภาพนอกมากระทำ นอกจากนี้นิวตัน ยังพบว่า ในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุ วัตถุจะออกแรงโต้ตอบต่อแรงที่มากระทำนั้น ทันที เช่น ถ้าเรายืนบนกระดานล้อเลื่อนหันหน้าเข้าหาผนัง แล้วออกแรงผลักผนัง เราจะเคลื่อนที่ ออกจากผนัง การที่เราสามารถเคลื่อนที่ได้แสดงว่าจะต้องมีแรงจาก ผนังกระทำต่อเรา ถ้าเราผลักผนังด้วยแรงมากขึ้น แรงที่ผนังกระทำกับเราก็จะมากขึ้นตาม ไปด้วย

3.4 แรงเสียดทาน 3.4.1 ความหมายของแรงเสียดทาน แรงเสียดทาน (Frictional force) หมายถึง แรงที่เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุ 2 ชิ้น ที่สัมผัสกัน มีทิศตรงข้ามกับแรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลงจนอาจหยุด นิ่ง 3.4.2 ประเภทของแรงเสียดทาน 3.4.2.1 แรงเสียดทานสถิต (Static frictional force) เกิดขึ้นเมื่อมีแรงมากระทำ ต่อวัตถุแต่วัตถุยังไม่เคลื่อนที่ แรงเสียดทานสถิตมีค่าสูงสุดเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่พอดี 3.4.2.2 แรงเสียดทานจลน์ (Kinetic frictional force) เกิดขึ้นเมื่อวัตถุหนึ่งเคลื่อนที่ ไป บนอีกวัตถุหนึ่งที่อัตราเร็วคงตัว แรงเสียดทานจลน์มีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต สูงสุดเสมอ 3.4.3 ปัจจัยที่มีผลต่อแรงเสียดทาน แรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสจะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปัจจัย ดังต่อไปนี้ 3.4.3.1 แรงปฏิกิริยาจากพื้น ถ้าแรงกดของวัตถุที่มีต่อพื้นมาก จะเกิดแรงปฏิกิริยามาก ทำให้แรงเสียดทานมาก แต่ถ้าแรงกดของวัตถุที่มีต่อพื้นน้อย จะเกิดแรงปฏิกิริยาน้อย ทำให้แรงเสียดทานน้อย 3.4.4 ประโยชน์ของแรงเสียดทาน แรงเสียดทานมีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ เช่น ถ้าเดินในบริเวณที่มีพื้นผิวเรียบและลื่น จะเดินยากกว่าเดินบนพื้นผิวที่ขรุขระและอาจทำให้หกล้มได้ง่าย เนื่องจากมีแรงเสียดทาน น้อย ดังนั้น การสวมรองเท้าที่มีพื้นรองเท้าที่ทำให้เกิดแรงเสียดทานกับพื้นจะเกิดความปลอดภัย นอกจากนี้ การทำงานของระบบเบรครถยนต์ รถจักรยานยนต์ หรือรถจักรยาน คือ หลักการของแรงเสียดทาน หากไม่มีแรงเสียดทาน รถจะเบรคไม่ได้ การขับขี่รถอาจจะ ไม่ปลอดภัย กิจกรรมบางอย่างต้องใช้แรงเสียดทาน จึงจำเป็นต้องเพิ่มแรงเสียดทานให้มากขึ้น เช่น การทำถนนคอนกรีตเพื่อเพิ่มแรงเสียดทานให้ล้อรถได้มากกว่าถนนลาดยาง หรือการเพิ่ม ผิวสัมผัส โดยการออกแบบหน้ายางรถยนต์ให้ยางมีหน้ากว้าง แต่กิจกรรม บางอย่างจำเป็นต้องลดแรงเสียดทานลง เช่น การใช้ล้อทำรถเข็นเพื่อลดแรงเสียดทาน การ ใส่น้ำมันหล่อลื่นในชิ้นส่วนเครื่องจักรกล การออกแบบรูปร่างของยานพาหนะให้เพรียวลม การทำให้ผิววัตถุเรียบและลื่น

3.5 การเคลื่อนที่ของวัตถุ การเคลื่อนที่เป็นการเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ซึ่งจะพบการ เคลื่อนที่ ของสิ่งต่างๆ มากมายหลากหลายรูปแบบ เช่น การเคลื่อนที่ของลูกต้มนาฬิกา คน ขี่จักรยาน วัตถุตก การเคลื่อนที่ของเข็มนาฬิกาฯ ซึ่งจำแนกการเคลื่อนที่ได้ 4 ประเภท ได้แก่ การเคลื่อนที่แนวตรง การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ การเคลื่อนที่แบบวงกลม การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย 3.5.1 การเคลื่อนที่แนวตรง (Rectilinear motion) คือ การเคลื่อนที่ของวัตถุที่เคลื่อนที่ไป ในทิศทางเดียวโดยตลอด ไม่เปลี่ยนทิศทาง ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 แบบ ได้แก่ 3.5.1.1 การเคลื่อนที่ในแนวราบ เป็นการเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุในแนวระดับ เช่น การเคลื่อนที่ของนักกีฬาว่ายน้ำในลู่สระน้ำ การเคลื่อนที่ของรถยนต์บนถนนเส้นตรง 3.5.1.2 การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง คือการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกลงสู่พื้นดิน วัตถุจะเคลื่อนที่ ด้วยความเร่งคงที่ ซึ่งเป็นความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงโลก มีค่าประมาณ 9.8 เมตรต่อ วินาที2 เช่นการเคลื่อนที่ของผลไม้ที่ล่วงจากต้นลงสู่พื้นดิน และการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ เคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง เช่นขว้างหรือโยนวัตถุขึ้นไป การเคลื่อนที่แนวตรงมีปริมาณที่เกี่ยวข้องหลายปริมาณ ได้แก่ 1) ระยะทาง (Distance ; s) คือ ความยาวของเส้นทางทั้งหมดที่วัตถุเคลื่อนที่ จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยไม่คำนึงถึงทิศทาง จัดเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น เมตร (m) จากภาพที่ 3.23 ระยะทางเป็นเส้นสีฟ้า หรือเส้นสีเทา (แล้วแต่จะเลือก เส้นทาง 2) การกระจัด (Displacement ; ) คือความยาวของเส้นตรงที่มีทิศจากจุดเริ่ม ต้นตรงไปถึงจุดสุดท้าย จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์เพราะมีทั้งขนาดและทิศทาง มีหน่วยเป็นเมตร (m) จากภาพที่ 3.23 การเคลื่อนที่แบบเลื่อน ตำแหน่งจากจุด A ไปยังจุด B การกระจัดเป็นเส้นสีแดง 3) เวลา (Time ; t ) คือ ระยะเวลาในช่วงที่เราพิจารณา เวลาเป็นปริมาณสเกลาร์ และ มีค่าเป็นบวกเสมอ มีหน่วยเป็นวินาที (s) 4) อัตราเร็ว (Speed ; v ) คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงระยะทางของวัตถุที่เคลื่อนที่ ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)

3.5.2 การเคลื่อนที่แนวเส้นโค้งหรือแบบโพรเจกไทล์ (Projectile motion) การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและแนว ระดับที่เป็นอิสระต่อกัน การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งเป็นการเคลื่อนที่ภายใต้แรง โน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียวหรือการตกแบบเสรี ซึ่งมีความเร่งคงตัวมีค่า เท่ากับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก ความเร็วในแนวนี้จึงมีค่า เปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา ส่วนการเคลื่อนที่ในแนวระดับ ไม่มีแรง กระทำหรือแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุในแนวระดับเป็นศูนย์ เส้นทางการ เคลื่อนที่จะเป็นรูปเรขาคณิตที่เรียกว่า พาราโบลา เช่นการเคลื่อนที่ของลูก บาสเกตบอลขณะที่ผู้เล่นโยนเข้าห่วง 3.5.3 การเคลื่อนที่แบบวงกลม การเคลื่อนที่แบบวงกลม (Circular motion) เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ เคลื่อนที่รอบจุดคงที่จุดหนึ่งเป็นระยะทางคงที่ ไปจนครบรอบแล้วเริ่มรอบใหม่ แต่ซ้ำแนวเดิมต่อเนื่องกันไป เช่น การผูกวัตถุด้วยเชือกแล้วแกว่งเป็น วงกลม การเคลื่อนที่ของเข็มนาฬิกา การหมุนของใบพัดลม 3.5.4 การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple harmonic motion) หมายถึง การเคลื่อนที่ของวัตถุจากตำแหน่งหนึ่งไปอีกตำแหน่งหนึ่งแล้วย้อนกลับมาที่เดิม เช่น การ เคลื่อนที่ของชิงช้า การสั่นของสายกีต้าร์ การแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกา เ

สรุป ปริมาณสเกลาร์ คือ ปริมาณที่ระบุเพียงขนาดก็ได้ความหมายสมบูรณ์ เช่น ระยะทาง มวล เวลา อุณหภูมิ ความหนาแน่น ฯลฯ ปริมาณเวกเตอร์ คือ ปริมาณที่ระบุทั้งขนาดและทิศทาง จึงจะได้ความหมายสมบูรณ์ เช่น การกระจัด ความเร็ว ความเร่ง แรง โมเมนตัม ฯ แรง คือ สิ่งที่กระทำต่อวัตถุในรูปของการพยายามดึงหรือดัน ที่จะทำให้วัตถุนั้น เคลื่อนที่และวัตถุจะเคลื่อนที่หรือไม่ก็ได้ นอกจากนี้แรงยังทำให้วัตถุที่เคลื่อนที่อยู่แล้ว เคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือช้าลง หรือทำให้วัตถุมีการเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่ และทำให้วัตถุมี การเปลี่ยนขนาดหรือรูปทรงไปจากเดิมได้ ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ได้แก่ การกระจัด ระยะทาง เวลา อัตราเร็ว ความเร็ว อัตราเร่ง ความเร่ง ฯลฯ จำแนกลักษณะการเคลื่อนที่ได้ 4 แบบ คือ 1. การเคลื่อนที่แนวตรง คือ การเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง 2. การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและแนวระดับ ที่เป็นอิสระต่อกัน 3. การเคลื่อนที่แบบวงกลม คือ การเคลื่อนที่รอบแกนหมุนที่คงที่ เช่น การหมุนของ ใบพัดลม การหมุนของล้อรถ ฯลฯ 4. การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย คือ การเคลื่อนที่กลับไปกลับมา เช่น การ แกว่งของชิงช้า การแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกา การสั่นของสายกีต้าร์ ฯลฯ การเคลื่อนที่แบบหมุนและการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย เรียกว่า การเคลื่อนที่ แบบมีคาบ กฎเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของนิวตัน มี 3 ข้อ ได้แก่ กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน วัตถุจะคงสภาพนิ่งหรือสภาพการเคลื่อนที่ ด้วยความเร็วคงตัวในแนวตรง นอกจากจะมีแรงลัพธ์ที่มีค่าไม่เป็นศูนย์มากระทำ เรียก อีกอย่างหนึ่งว่า กฎของความเฉื่อย กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน เมื่อมีแรงลัพธ์ที่ไม่เป็นศูนย์มากระทำต่อวัตถุ จะ ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในทิศเดียวกับทิศของแรงลัพธ์และขนาดของความเร่งนี้ จะแปรผันตรงกับขนาดของแรงลัพธ์และแปรผกผันกับมวลของวัตถุนั้น กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน ทุกแรงกิริยา (Action) ย่อมมีแรงปฏิกิริยา (Reaction) ซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้ามเสมอ หรือแรงกระทำซึ่งกันและ กันของอนุภาคย่อมมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศตรงข้าม