ข้อ ใด เป็น ไป ตามกฎข้อที่ 1 ของ นิ ว ตัน

น้องๆที่กำลังเรียนฟิสิกส์ หรือที่เคยเรียนผ่านไปแล้ว น่าจะเคยได้ยินเรื่อง “กฎของนิวตัน” กัน แล้วเคยสงสัยไหมว่า กฎของนิวตัน เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันเราอย่างไร?  วันนี้มีตัวอย่างกฎของนิวตัน ที่เราพบในชีวิตประจำวันมาให้ดูกัน

กฎข้อที่ 1 ΣF = 0 หรือกฎของความเฉื่อย

“วัตถุจะรักษาสภาพหยุดนิ่ง หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ในทิศทางเดิมก็ต่อเมื่อ แรงลัพธ์ที่มากระทำ ต่อวัตถุมีค่าเท่ากับศูนย์”

เช่น
-หนังสือวางอยู่นิ่งๆ ไม่มีแรงมากระทำ 
-รถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
-ดาวเสาร์เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นแนวเดิมตลอดจนกว่าจะมีวัตถุมาชน
-การที่เราเดินจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ด้วยจังหวะขาที่คงที่

กฎข้อที่ 2 ΣF = ma หรือกฎของความเร่ง

 “เมื่อมีแรงลัพธ์ที่ไม่เป็นศูนย์มากระทำกับวัตถุ วัตถุจะมีความเร่งในทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์นั้น”

เช่น
-การออกแรงเตะฟุตบอล ฟุตบอลเคลื่อนที่ไปตามทิศทางที่เตะ เนื่องจากมีความเร่งจากเท้าที่เตะ
-เมื่อเราออกแรงเท่ากันเพื่อผลักรถให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า รถที่บรรทุกของที่มีมวลมากกว่าจะเคลื่อนทีช้ากว่ารถที่ไม่มีของ เนื่องจากความเร่งแปลผกผันกับมวลของวัตถุนั่นเอง
-โยนหินลงมาจากยอดเขา ยิ่งตกไกลหินยิ่งเร็วขึ้นๆ เนื่องจากมีความเร่งจากแรงโน้มถ่วงของโลก

กฎข้อที่ 3 (แรงกิริยา = แรงปฏิกิริยา) 

“แรงกิริยา-แรงปฏิกิริยาเป็นแรงที่มีขนาดเท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม และกระทำกับวัตถุคนละชนิด”

เช่น 
-ชายคนที 1 ต่อยหน้าชายคนที่ 2 ชายคนที่ถูกต่อยเจ็บหน้า และชายคนที่ต่อยก็เจ็บมือด้วยเช่นกัน ยิ่งออกแรงต่อยมากเท่าใด ก็จะยิ่งเจ็บมือมากเท่านั้น
-การตอกตะปู ค้อนกับตะปูมีแรงกระทำต่อกันที่มีขนาดเท่ากัน
-ขณะที่คนกำลังพายเรือ แรงที่ไม้พายกระทำต่อน้ำ เป็นแรงกิริยา และน้ำจะดันไม้พายไปข้างหน้า ซึ่งเป็นแรงปฏิกิริยา เป็นผลให้เรือเคลื่อนไปข้างหน้า ขนาดของแรงที่ไม้พายกระทำกับน้ำ เท่ากับ ขนาดของแรงที่น้ำกระทำกับไม้พาย แต่มีทิศทางตรงข้ามกัน

หากเข้าใจเรื่องกฎของนิวตันแล้ว คราวนี้มาลองตอบคำถามกันดูหน่อย

คำถาม จรวดพุ่งออกจากฐานปล่อย น้องๆ คิดว่าเป็นข้อใดของกฎนิวตัน เพราะเหตุใด?

Comments

comments

กฎการเคลื่อนที่ข้อ 1 ของนิวตัน

กฎการเคลื่อนที่ข้อ 1 ของนิวตัน (Newton’s first law of motion) หรือกฎของความเฉื่อย กล่าวว่า“วัตถุจะรักษาสภาวะอยู่นิ่งหรือสภาวะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในแนวเส้นตรง นอกจากมีแรงลัพธ์ซึ่งมีค่าไม่เป็นศูนย์มากระทำ”[6]คือ ถ้าวัตถุอยู่นิ่งก็ยังคงอยู่นิ่งเหมือนเดิม และถ้าวัตถุเกิดการเคลื่อนที่ก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ความเร็วคงที่ หรือความเร่งจะเป็นศูนย์ ซึ่งกรณีแรกจะเรียกว่า วัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลสถิต (static equilibrium) และอีกกรณีหลังจะเรียกว่า วัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลจลน์ (kinetic equilibrium) [7]มีสมการเป็นดังนี้ ∑F=0 Fคือ แรงลัพธ์ทั้งมดที่กระทำกับวัตถุ

กฎการเคลื่อนที่ข้อ 2 ของนิวตัน

กฎการเคลื่อนที่ข้อ 2 ของนิวตัน (Newton’s second law of motion) บางทีเรียกว่า กฎความเร่ง กล่าวว่า“ความเร่งของอนุภาคเป็นปฏิภาคโดยตรงกับแรงลัพธ์ที่กระทำต่ออนุภาค โดยมีทิศทางเดียวกันและเป็นปฏิภาคผกผันกับมวลของอนุภาค” [8]ดังนั้น อัตราส่วนของแรงกับความเร่งจะเป็นค่าคงที่ ซึ่งตรงกับมวลของวัตถุ เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ดังนี้ ∑F = ma

F คือ แรงลัพธ์ที่กระทำกับวัตถุ มีหน่วยเป็นนิวตัน (N)

m คือ มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg)

a คือ ความเร่งมีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที2 (m/s2)

ถ้าแรงลัพธ์ (F) กระทำกับวัตถุอันหนึ่ง จะทำให้วัตถุมีความเร่ง (a) ในทิศทางเดียวกันกับทิศทางของแรง ซึ่งแรงลัพธ์ (F) ที่กระทำกับวัตถุ จะเท่ากับผลคูณระหว่างมวล (m) และความเร่ง (a) ของวัตถุ จะสรุปได้ว่า “แรงลัพธ์คงที่ที่กระทำกับวัตถุ ซึ่งมีมวลคงที่ วัตถุนั้นจะมีความเร่งคงที่ในทิศทางของแรงที่กระทำนั้น”[9]

กฎการเคลื่อนที่ข้อ 3 ของนิวตัน

กฎการเคลื่อนที่ข้อ 3 ของนิวตัน (Newton’s third law of motion) กล่าวว่า“ทุกแรงกิริยา (action) ย่อมมีแรงปฏิกิริยา (reation) ซึ่งมีขนาดเท่ากัน แต่มีทิศตรงข้ามกันเสมอ”[10]กฎข้อนี้เรียกว่า กฎของกิริยาและปฏิกิริยา (Law of action and reaction) แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยา หมายถึง แรงกระทำและแรงกระทำตอบ โดยเป็นแรงซึ่งกระทำต่อมวลที่ต่างกันและเกิดขึ้นพร้อมกันเป็นคู่เสมอ โดยที่มวลอาจไม่สัมผัสกันและถือว่าแรงหนึ่งแรงใดเป็นแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาก็ได้[11] เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ดังนี้ FA = -FR

       มวล (mass) เป็นสมบัติของก้อนสสารที่บ่งบอกถึงค่าความต้านทานในการเปลี่ยนสภาพการ

เคลื่อนที่ หรือเป็นปริมาณที่แปรผันตรงกับค่าความต้านทานต่อการเกิดความเร่งเมื่อถูกแรงกระทำ หรือ มวล

m ของวัตถุ หมายถึง ความเฉื่อยต่อการเคลื่อนที่ มวลมีหน่วยเป็นกิโลกรัม

       น้ำหนัก (Weight) หมายถึง แรงที่เกิดจากความเร่งโน้มถ่วงของโลกกระทำต่อวัตถุ

ดังนั้น ถ้าปล่อยให้วัตถุมวล m ตกลงมาอย่างอิสระ แรงสุทธิที่กระทำต่อวัตถุคือ น้ำหนักของมวล m คูณกับ

ความเร่งโน้มถ่วงของโลก g นั่นเอง น้ำหนักมีหน่วยเป็น นิวตัน จาก F = ma 

จะได้                        w = mg

เมื่อไปซื้อผลไม้ จะบอกว่า............................................

แบบทดสอบ Online ที่ 3.1 (ทำ Onlne ใน internet)

Summary:

Points Possible27

Average Points21.59

Counted Submissions74

Number of Low Scoring Questions6

ม.4/132074.07%

ม.4/142488.88%

ม.4/1621 77.77%

ม.4/192488.88%

ม.4/1102488.88%

ม.4/1122281.48%

ม.4/1132177.77%

ม.4/1152074.07%

ม.4/1242385.18%

ม.4/1 292177.77%

ม.4/1352177.77%

ม.4/1362074.07%

ม.4/1372281.48%

ม.4/232177.77%

ม.4/2222074.07%

ม.4/2232177.77%

ม.4/2 242177.77%

ม.4/2252385.18%

ม.4/2402177.77%

ม.4/332281.48%

ม.4/342177.77%

ม.4/352281.48%

ม.4/3122177.77%

ม.4/3 151762.96%

ม.4/3161659.25%

ม.4/3172281.48%

ม.4/3201970.37%

ม.4/3212074.07%

ม.4/3222074.07%

ม.4/3231555.55%

ม.4/3242074.07%

ม.4/3252074.07%

ม.4/3261659.25%

ม.4/3282074.07%

ม.4/3291762.96%

ม.4/3301970.37%

ม.4/33121 77.77%

ม.4/3322385.18%

ม.4/3332488.88%

ม.4/3342281.48%

ม.4/3351866.66%

ม.4/3362177.77%

ม.4/3371866.66%

ม.4/3 382385.18%

ม.4/3402177.77%

ม.4/712592.59%

ม.4/722592.59%

ม.4/732488.88%

ม.4/742592.59%

ม.4/752281.48%

ม.4/7 62592.59%

ม.4/771970.37%

ม.4/7102074.07%

ม.4/7112488.88%

ม.4/7122592.59%

ม.4/7132696.29%

ม.4/7142592.59%

ม.4/7 152592.59%

ม.4/7162074.07%

ม.4/7172281.48%

ม.4/7182385.18%

ม.4/7202592.59%

ม.4/7212281.48%

ม.4/7231970.37%

ม.4/7242592.59%

ม.4/7252281.48%

ม.4/7262281.48%

ม.4/7272281.48%

ม.4/7282696.29%

ม.4/7292696.29%

ม.4/73122 81.48%

ม.4/7332281.48%

ม.4/7342385.18%

ม.4/7351970.37%

แบบฝึกหัดที่ 3.1 (ทำลงในสมุด ลอกโจทย์เสมอ)

1.วางก้อนหินบนโต๊ะโดยก้อนหินยังคงอยู่อย่างนั้น เป็นไปตามกฏข้อใดของนิวตัน จงอธิบาย

2.กล่องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 4 m/s ไปทางขวา แล้วมีแรง ขนาด 6 นิวตัน ขณะเดียวกันนั่นเองมีแรงขนาด 6 นิวตัน ดันวัตถุไปทางด้านซ้าย วัตถุจะเคลื่อนที่อย่างไร และเป็นไปตามกฏข้อใดของนิวตัน จงอธิบาย

3.กล่องถูกแรงกระทำไปทางขวา ขนาด 30 นิวตัน กล่องจะเคลื่ออนที่อย่างไร  และเป็นไปตามกฏข้อใดของนิวตัน จงอธิบาย

4.ใช้มือตบลงบนโต๊ะ ทำไมจึงเจ็บมือ 

5.ยิงจรวดไปนอกโลกได้ อาศัยกฏข้อใดขอนิวตันเป็นหลัก

6.ตกต้นไม้ก้นกระแทกพื้นจนยุบเป็นหลุม และก็เจ็บ เป็นไปตามกฏข้อใดของนิวตัน จงอธิบาย

7.ยืนเล่นเฟสบุ๊คบนรถโดยสารประจำทาง เมื่อรถเบรคอย่าางรวดเร็ว จะเกิดเหตุการณ์ใด และเป็นไปตามกฏข้อใดของนิวตัน

8.นั่งซ้อนมอเตอร์ไซค์ของเพื่อน เพื่อนเร่งเครื่องออกไปอย่างรวดเร็ว คนซ้อนจะเป็นอย่างไร เป็นไปตามกฏข้อใดของนิวตัน

9.มวล 30  กิโลกรัม คิดเป็นน้ำหนักกี่นิวตัน (กำหนดความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก 10 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง)

10.มวล 20 กิโลกรัม อยู่บนโลก (g = 10 m/s^2)  เมื่อไปอยู่บนดาวอังคาร (g = 4 m/s^2) จะมีมวลกี่กิโลกรัม และ จะมีน้ำหนักกี่นิวตัน

11.มวล 8 กิโลกรัม อยู่บนโลก (g = 10 m/s^2)  เมื่อไปอยู่บนดาวเอ็ม  (g = 6 m/s^2) จะมีมวลกี่กิโลกรัม และ จะมีน้ำหนักกี่นิวตัน

Answer

ข้อใดเป็นไปตามกฎข้อที่ 1 ของนิวตัน *

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 1 ของนิวตัน กล่าวว่าอย่างไร

ข้อใดคือกฎพื้นฐานของนิวตัน

ข้อใดกล่าวถึงกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน