boxing.gif

แรง   คืออะไร        

               ในทางวิทยาศาสตร์ คำว่าแรงมีความหมายที่ง่ายและเฉพาะเจาะจง แรง ( Force ) คือ
               การผลักหรือการดึง   เมื่อวัตถุชิ้นหนึ่งผลักหรือดึงวัตถุอีกชิ้นหนึ่ง นักเรียนอาจกล่าวได้ว่า                 วัตถุชิ้นแรกออกแรงกระทำต่อวัตถุชิ้นที่สอง นักเรียนออกแรงกระทำต่อปากกาในขณะที่นักเรียน                เขียนหนังสือ นักเรียนออกแรงกระทำต่อหนังสือในขณะยกหนังสือ    นักเรียนออกแรงกระทำต่อ                 ซิปกางเกงในขณะรูดซิป นักเรียนออกแรงกระทำต่อลูกบอลในขณะที่ขว้างลูกบอล นักเรียนออก                 แรงกระทำต่อรถในขณะที่นักเรียนเข็นรถ และออกแรงกระทำกับตะปูในขณะที่ใช้ค้อนตอกตะปู
               ลงไปบนแผ่นไม้  

                                                                      hammer_whitebg.gif

        ในทำนองเดียวกับความเร็วและความเร่ง นอกจากนักเรียนจะต้องบอกว่า แรงที่กระทำนั้นมีค่ามากเท่าไรแล้ว นักเรียนยังต้องบอกทิศที่แรงกระทำด้วย เช่น  ถ้านักเรียนผลักประตู นั่นคือ   นักเรียนกำลังออกแรงใน ทิศตรงข้ามกับในขณะที่นักเรียนดึงมัน

แรงที่ไม่สมดุล

                สมมติว่านักเรียนต้องการผลักกล่องที่หนักใบหนึ่งไปตามพื้น ในขณะที่นักเรียนผลักกล่อง นั่นคือ            นักเรียนได้ออกแรงกระทำต่อกล่อง    ถ้ามีเพื่อนมาช่วยนักเรียนผลัก    แรงทั้งหมดที่กระทำต่อกล่องก็คือ    ผลรวมของแรงที่นักเรียนและเพื่อนช่วยกันผลัก     ถ้าแรงสองแรงกระทำต่อวัตถุในทิศทางเดียวกัน    แรงทั้งสองจะรวมเข้าด้วยกัน

    รูปที่ 1 แสดงถึงการรวมกันของแรงโดยใช้ลูกศรแทนแรง หัวลูกศรแสดงทิศของแรง ความหนาหรือความกว้าง   ของลูกศรแทนขนาดของแรง

          wood_next_2.gif   +   wood_next_2.gif            =          wood_next_2.gif

          wood_next_2.gif    +  wood_back.gif             =          wood_next_2.gif

         wood_next_2.gif     +   wood_back.gif           =                 0           

     รูปที่ 1 ในการรวมแรงสองแรงเข้าด้วยกันผลลัพที่ได้อาจจะเท่ากับการบวกกันของแรงทั้สอง ( ภาพบน)
                 หรือการลบออกจากกัน (ภาพกลาง)  หรืออาจหักล้างกันหมดไป (ภาพล่าง)

                  เมื่อแรงสองแรงกระทำต่อวัตถุในทิศตรงข้ามกัน  แรงทั้งสองก็ยังคงรวมกันได้  แต่นักเรียนต้องสนใจ    ทิศของแต่ละแรง ด้วย การรวมแรงที่มีทิศตรงกันข้าม ก็เหมือนกับการบวกเลขจำนวนบวกกับจำนวนลบ  ดังนั้นการรวมกันของแรงสองแรงที่มีทิศตรงกันข้ามจึงเป็นการลบกัน ถ้าแรงใดแรงหนึ่งมีขนาดมากกว่าอีก   แรงหนึ่ง ผลรวมของแรงจะมีทิศเดียวกับแรงที่มี    ขนาดมากกว่า     

นักเรียนสามารถเดาได้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อออกแรงไม่เท่ากันผลักวัตถุในทิศทางตรงข้ามกันดังรูปที่2      wood_next_2.gif building01_green.gifwood_back.gif

      รูปที่ 2 ออกแรงไม่เท่ากันผลักวัตถุในทิศทางตรงข้ามกัน โดยใช้ลูกศรแทนแรง หัวลูกศรแสดงทิศของแรง
                   ความหนาหรือความกว้างของลูกศรแทนขนาดของแร

     แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุได้จากการรวมแรงทุกแรงเข้าด้วยกัน เราเรียกผลรวมของแรงที่กระทำต่อแรงลัพธ์(Net Force ) เมื่อใดที่มีแรงลัพธ์กระทำต่อวัตถุ เราเรียกแรงนั้นว่าแรงที่ไม่สมดุล (Unbalance Force ) แรงที่ไม่สมดุลสามารถทำให้วัตถุเริ่มเคลื่อนที่ หยุดเคลื่อนที่ หรือเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ได
เมื่อมีแรงที่ไม่สมดุลกระทำกับวัตถุ วัตถุจะเปลี่ยนลักษณะการเคลื่อนที่  หรือกล่าวได้ว่าแรงที่ไม่สมดุลทำให้วัตถุมีความเร่ง ตัวอย่างเช่น ถ้ามีแรงสองแรงที่ขนาดไม่เท่ากัน และมีที่ตรงข้ามกระทำต่อกล่องใบเดียวกัน   กล่องใบนั้นจะมีความเร่งในทิศของแรงที่มีค่ามากกว่า

   จากรูปที่ 2 เมื่อแรงสองแรงกระทำต่อวัตถุในทิศทางตรงข้าม แรงลัพธ์คือผลต่างระหว่างแรงทั้งสอง                   ซึ่งทำให้กล่องเลื่อนไปทางซ้าย

แรงสมดุล

           ไม่จำเป็นเสมอไปว่าเมื่อมีแรงมากระทำต่อวัตถุ แล้วจะทำให้วัตถุเปลี่ยนลักษณะการเคลื่อนที่   
   นักเรียนลองพิจารณาแรงในรูปที่ 3 เมื่อแรงสองแรงที่เท่ากันแต่กระทำในทิศตรงข้ามกัน แรงทั้งสอง            จะหักล้างกัน ทำให้กล่องไม่เคลื่อนที่

      wood_next_2.gifbuilding01_green.gifwood_back.gif  

รูปที่ 3  แรงสมดุลกระทำในทิศทางตรงข้ามกัน

              แรงขนาดเท่ากันกระทำต่อวัตถุชิ้นเดียวกันในทิศตรงกันข้าม เราเรียกว่า แรงสมดุล ( Balance Force )เนื่องจากแรงหนึ่งสมดุลกับอีกแรงหนึ่ง เมื่อมีแรงสมดุลมากระทำต่อวัตถุ วัตถุจะไม่เปลี่ยนแปลงการ เคลื่อนที่ ถ้านักเรียนรวมแรงซึ่งมีขนาดเท่ากันซึ่งกระทำต่อวัตถุชิ้นเดียวกันแต่ในทิศตรงกันข้าม  แรงลัพธ์จะมีค่าเท่ากับศูนย์

3d_whitebg_e_back.gifmushroom.gif3d_whitebg_e_next.gif