กลับสู่หน้าแรกฟิสิกส์ราชมงคล

Dynamics

ของ  ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ


   พลศาสตร์ (dynamics) เป็นการศึกษาถึง สาเหตุ ที่ทำให้วัตถุเกิดการเปลี่ยนแปลง ปริมาณสำคัญที่เราจะศึกษาได้แก่ มวล (mass) แรง (force) โมเมนตัม (momentum) โมเมนตัมเชิงมุม (angular momentum) ฯลฯ

1.มวล (Mass)

ปริมาณเกลาร์ที่เป็นคุณสมบัติทางกายภาพของสสาร มีหน่วยเป็น กิโลกรัม (Kg)
 
7824 ในภาพเป็นมวลมาตรฐาน 1 Kg (international prototype of the kilogram) สร้างจาก platinum 90% และ iridium 10% เก็บรักษาไว้ที่ International Bureau of Weights and Measures (BIPM) เมือง Sèvres ใกล้กรุงปารีส

นิสิตสามารถอ่านข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก
http://www.bipm.fr/
http://www1.bipm.org/en

ในกลศาสตร์แบบฉบับ (Classical mechanics) นิยามของมวลอาจแบ่งได้เป็น มวลเฉื่อย และ มวลโน้มถ่วง

มวลเฉื่อย หรือ Initial mass คือปริมาณที่อธิบายการต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ของสสาร เมื่อมีแรงมากระทำ วัตถุที่มีมวลเฉื่อยน้อยก็จะสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่าวัตถุที่มีมวลเฉื่อยมาก

มวลโน้มถ่วง หรือ Gravitational mass อาจแบ่งย่อยได้เป็นสองชนิดคือ Active และ Passive gravitational mass

Passive gravitational mass เป็นปริมาณที่บ่งบอกความแรงของอันตรกริยาระหว่างวัตถุกับสนามโน้มถ่วง สำหรับสนามโน้มถ่วงที่มีความเข้มเท่ากันวัตถุที่มีมวลมากก็จะรู้สึกถึงแรงโน้มถ่วงมากกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย แรงโน้มถ่วงที่มาทำกับวัตถุนี้เราเรียกกันว่า น้ำหนัก นั่นเอง

ส่วนมวลโน้มถ่วงแบบ Active gravitational mass จะบอกถึงอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเนื่องจากวัตถุนั้น วัตถุที่มีมวลมากกว่าก็ย่อมที่จะมีสนามโน้มถ่วงที่แรงกว่าวัตถุมวลน้อย เช่น ดวงอาทิตย์ย่อมมีสนามโน้มถ่วงที่แรงกว่าโลก เป็นต้น

ถึงแม้ว่ามวลความเฉื่อยและมวลโน้มถ่วงจะมีนิยามที่ต่างกัน แต่ในทางการทดลองไม่สามารถที่แบ่งแยกความแตกต่างระหว่างมวลทั้งสองได้ ในทฤษฎีสัมพัทธ์ภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ความสอดคล้องกันของมวลเฉื่อยและมวลโน้มถ่วง เป็นหลักการสำคัญอย่างหนึ่งของธรรมชาติที่รู้จักกันในชื่อของ Equivalence principle

ในวิชาเคมี มวลของสสาร จะเป็นปริมาณที่อนุรักษ์ นั่นคือ ไม่สามารถสูญหาย และ สร้างขึ้นใหม่ได้ และในฟิสิกส์บทนี้ก็เช่นกัน เราจะถือว่ามวลเป็นปริมาณอนุรักษ์ ถึงแม้ว่าในบทถัดๆไปนิสิตจะได้ทราบว่า เมื่อคำนึงถึงผลของทฤษฎีสัมพัทธภาพ มวลและพลังงาน สมมูลกัน นั่นคือ มวลของวัตถุ (m) และ พลังงานของมัน (E) สัมพันธ์กันตามสมการE = mc^2 เมื่อ c คืออัตราเร็วของแสงในสูญญากาศ

2.แรง (Force)

แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง เช่นเปลี่ยนแปลงลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาค มีหน่วยเป็นนิวตัน (N = Kg m /s^2)

ในชั้นมัธยมปลายนิสิตอาจจะได้ศึกษาแรงต่างๆมากหมายหลายชนิด แต่อันที่จริงแล้ว แรงพื้นฐานที่ควบคุมอันตรกริยาต่างๆในธรรมชาติทั้งหมด อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงพื้นฐานเพียง 4 ชนิด ได้แก่
 

- แรงโน้มถ่วง (Gravitational force)
- แรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic force)
- แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน (Weak nuclear force)
- แรงนิวเคลียร์แบบเข้ม (Strong nuclear force)

7827



แรงที่เราคุ้นเคยในชั้นมัธยมปลายไม่ว่าจะเป็น แรงเสียดทาน หรือแรงของสปริง จะจัดอยู่ในประเภทของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เพราะเกิดจากอันตรกริยาของอิเล็กตรอนในอะตอมของวัตถุ ปฎิกริยาทางเคมีและชีววิทยาล้วนเกิดจากแรงทางไฟฟ้าทั้งสิ้น

ตามประวัติศาสตร์ เซอร์ ไฮแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) เป็นบุคคนแรกที่นิยามความหมายของแรง ดังที่เราจะได้กล่าวถึงในรายละเอียดต่อไป เมื่อเราศึกษากฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน หลักการของแรงได้ประยุกต์ใช้ในกลศาสตร์ และในวิทยาศาสตร์อีกหลายสาขา อย่างไรก็ตามด้วยความรู้ความเข้าใจใหม่ๆ ทฤษฎีควอนตัม และ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ หลักการของแรงในกลศาสตร์ถูกแทนที่ด้วย เรขาคณิตของกาลอวกาศ เมื่อเราพิจารณาของเขตของธรรมชาติ ในขณะที่ทฤษฎีสนามควอนตัม (Quantum Field Theory) อธิบายกลไกการเกิดแรงระหว่างอนุภาคสองตัวว่า เกิดจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคที่เป็นสื่อนำแรงระหว่างกัน ยกตัวอย่างเช่น แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดึงดูดอิเล็กตรอนให้วนรอบนิวเคลียสของอะตอม เกิดจากการที่นิวเคลียสและอิเล็กตรอนและเปลี่ยนอนุภาคโฟตอน (อนุภาคของแสง) ระหว่างกัน ปัจจุบันแรงพื้นฐานทั้งสี่ของธรรมชาติมักถูกอ้างถึงโดยใช้คำว่า อันตริกริยา (interaction) แทนคำว่าแรง

อย่างไรก็ตาม ในเทอมนี้เราจะพิจารณาแรงในแบบของกลศาสตร์แบบฉบับ ซึ่งนิยามแรงตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน


หน้าที่

  1. Dynamics
  2. กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
  3. กฎแรงดึงดูดระหว่างมวล
  4. สนามโน้มถ่วง (Gravitational field)
  5. น้ำขึ้น-น้ำลง Tidal force และ Earth tide

   กลับหน้าแรก   

 

ศัพท์วิทยาศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตสถาน

A  B  D  F  G  H  I  J  K  L  M  N  O  Q  R  S  T  U  V  W  X  Y 

                        ถ          

                            อ   

นักวิทยาศาสตร    หน่วย      ศัพท์แผ่นดินไหวตัวอักษรจาก A-M   จาก N-Z

 

A B C D E F G H I J K L M N

O P Q R S T U V W X Y Z

คำศัพท์คณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ

หมวด : | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

  บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์

พจนานุกรมเสียง 1   แมว    วัว 1    วัว 2    วัว 3   

เหมียว   แกะ     พจนานุกรมภาพการ์ตูน

พจนานุกรมภาพเคลื่อนไหว   ดนตรี  Bullets แบบ JEWEL 

พจนานุกรมภาพต่างๆ  ภาพเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างๆ  โลกและอวกาศ

อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์

 

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ฟิสิกส์ 1 หนังสือฟิสิกส์ 1 ภาคกลศาสตร์ หนังสือฟิสิกส์ 1  ภาค ของไหล ความร้อนและคลื่น

 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์   

 

กลับเข้าหน้าแรกบทความพิเศษ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

บทความพิเศษ