มวล

แรงและมวล

1. แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 𝑭 = 𝒎𝒂 อาจารย์ณภัทรษกร สารพัฒน์ สาขาวิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏเทพสตรี ลพบุรี
2. 2. แรง (Force) แรง คือ การกระทาของวัตถุหนึ่งกระทากับอีกวัตถุหนึ่ง เพื่อ พยายามเปลี่ยนสถานะของวัตถุนั้น แรงเป็ นปริมาณ เวกเตอร์ ซึ่งมีทั้งขนาดและทิศทาง 𝐹 𝑆 1 𝑆 2
3. 3. มวล และ น้าหนัก o ปริมาณที่ใช้บ่งบอกว่าวัตถุนั้น หนัก มากหรือน้อยเพียงใ o ในทางฟิสิกส์ มี สองปริมาณ ไ ้แก่ มวล และ น้าหนัก o นิยามของมวล ในทางฟิสิกส์ คือ “ปริมาณความเฉื่อยที่ต่อต้านการเคลื่อนที่” ังนั้น วัตถุที่มีมวลมากจะเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ได้ยาก กว่าวัตถุที่มีมวลน้อย ตัวอย่าง ง่ายๆที่เราคุ้นเคยเช่นการเข็น รถในห้างสรรพสินค้า
4. 4. มวลและน้าหนัก o “มวล(Mass) คือปริมาณของสสารที่ประกอบเป็นวัตถุ” o ดังนั้นมวลจึงใช้บอกถึงปริมาณของวัตถุ และเป็นสเกลาร์ o หน่วยของมวลในระบบ SI คือ กิโลกรัม (kilogram) : กก. (kg) มวลของวัตถุหนึ่งๆ มีค่าคงที่เสมอไม่ว่ามวลนี้จะอยู่ที่ใดในจักรวาล เพราะมวลขึ้นอยู่กับมวลของอะตอมและโมเลกุลของวัตถุ m1= m2= m3
5. 5. o นํ้าหนัก (weight) คือแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทาต่อวัตถุ w= mg o ค่าของ g มีค่าประมาณ 9.8 m/s2 ที่ระดับผิวน้าทะเลของโลก o w หน่วยของน้าหนัก คือ kg.m/s2 (ซึ่งต่อมาเรียก นิวตัน, N) ดังนั้น น้าหนัก ของวัตถุมวล 1.0 kg ที่อยู่บนโลกคือ 9.8 N o น้าหนักเป็นปริมาณเวกเตอร์ บ่งบอกถึงขนาดของแรงที่โลกกระทา(ดึงดูด) ต่อ วัตถุที่มีน้าหนักมากแสดงว่าโลกออกแรงกระทามาก มวลและน้าหนัก ขนา ของน้าหนัก หาไ ้จาก mg และ มีทิศสู่ศูนย์กลางโลกเสมอ w1=mg1 w2=mg2 w3 =mg3
6. 6. o น้าหนักของวัตถุไม่ได้มีค่าคงที่เสมอไป ขึ้นอยู่กับว่าวัตถุนั้น อยู่ที่ ไหน เนื่องมาจากว่าค่า g มีค่าแตกต่างกันไปแล้วแต่สถานที่ มวลและน้าหนัก w1=mg1 w2=mg2 w3 =mg3 เมื่อคน มวล(Mass : m) ค่า 60 kg อยู่ ณ สถานที่ต่างๆ กัน ดาวเสาร์ gS=11.2 m/s2 นํ้าหนักวัตถุเมื่ออยู่บนดาวเสาร์ W1 = 672 N ดวงจันทร์ gM=1.554 m/s2 นํ้าหนักวัตถุเมื่ออยู่บนดวงจันทร์ W2 = 93.24 N โลก gE=9.8 m/s2 นํ้าหนักวัตถุเมื่ออยู่บนโลก W3 = 588 N
7. 7. แรง (Force) แรงกล แรง นิวเคลียร์ แบบเข็ง แรง นิวเคลียร์ แบบอ่อน แรง แม่เหล็ก ไฟฟ้ า
8. 8. แรงกล (Mechanic force) แรงกล เป็ นแรงที่เกิ ขึ้นโ ยมวลของวัตถุ แบ่งออกเป็น 5 ประเภท 1. แรง ึง ู ระหว่างมวล 2. แรงตึงผิว 3. แรงพยุง 4. แรงในสปริง 5. แรงเสีย ทาน fk F 1 F 2
9. 9. แรง ึง ู ระหว่างมวล • F คือ แรง ึง ู ระหว่างมวล • G คือ ค่าคงที่ของการ ึง ู • m1 คือ มวลของวัตถุก้อนที่ 1 • m1 คือ มวลของวัตถุก้อนที่ 2 • r คือ ระยะห่างระหว่างมวลของวัตถุทั้งสอง แรง ึง ู ระหว่างมวล คือ แรงที่เกิดขึ้นโดยมวลพยายามดึงดูด ซึ่งกันและกัน 𝐹 = 𝐺𝑚1 𝑚2 𝑟2 𝑚1 𝑚2 𝑟 G = 6.67 × 10−11 Nm2/kg2 𝐹
10. 10. แรง ึง ู ระหว่างมวลของโมเลกุลชนิ เ ียวกัน (Cohesion force) คือ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลวชนิ ดเดียวกันแรงนี้ สามารถรับความเค้นดึง (tensile stress) ได้เล็กน้อย • น้ำที่เป็นของเหลวในแก้วน้ำเดียวกัน • เหล็กที่ยังเป็นของแข็งไม่แยกจำกกัน แรง ึง ู ระหว่างโมเลกุลต่างชนิ กัน (Adhesion force) คือ แรงยึด เหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลวกับสารชนิดอื่น เช่น นํ้ากับแก้ว ปรอทกับแก้ว เป็นต้น – หยดน้ำฝนบนกระจกหน้ำรถ เวลำเรำขับรถกลำงฝน ฝน แรง ึง ู ระหว่างมวล
11. 11. น้าหนัก ความเร่งเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก 𝑚1 คือ มวลของโลก 𝑚2 คือ มวลของวัตถุที่ัั่ง 𝑊 = 𝑚2 𝑔 คือ น้าหนักของวัตถุ แรง ึง ู ระหว่างมวล 𝑊 = 𝐹 = 𝐺𝑚1 𝑚2 𝑅2 𝑔 = 𝐺𝑚1 𝑅2 = 9.8 𝑚/𝑠2 ตัวเลขที่วั ไ ้บนตาชั่ง คือ มวลของวัตถุ (kg) ไม่ใช่ น้าหนัก (N) 𝑅 คือ รัศมีของโลก