Forces Bozeman Science English Thai

ForcesYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 36.2K views 217 likes 8 dislikes 01 Aug 2014

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

Hi. It's Mr. Andersen and this is AP Physics essentials video 39. It is on forces which

สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาฟิสิกส์พื้นฐาน ลำดับที่ 39 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของแรง

are pushes or pulls on an object which cause them to accelerate, or change their velocity

ซึ่งหมายถึงแรงที่กระทำต่อวัตถุทำให้วัตถุนั้นเกิดความเร่ง หรือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วตามแกนเวลา

over time. So I am going to apply a force to the left side of this object right here.

ในรูปนี้ ครูก็จะได้ใส่แรงเข้าไปกระทำต่อวัตถุจากทางด้านซ้าย

And you can see that it accelerates and then it decelerates. And so we are having a change

เราก็จะเห็นได้ว่ามีความเร่งเกิดขึ้น จากนั้นก็ลดลง นั่นก็หมายความว่ามีการเปลี่ยนแปลง

in the velocity over time. So what caused that acceleration? Well that was the force

ของความเร็วตามแกนเวลา แล้วอะไรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วอันนี้ล่ะ?

of me pushing on it. What caused it to slow down? There must have been an opposing force,

ก็คือแรงที่กระทำต่อวัตถุนั่นเอง แล้วอะไรทำให้ชะลอความเร็วลงในตอนท้ายล่ะ? .. นั่นน่าจะต้องมีแรงในทิศตรงข้าม

a frictional force that caused it to slow down. Let's say I apply a force pulling on

ซึ่งก็คือแรงเสียดทานที่ทำให้เกิดการชะลอตัวลง สมมติว่าครูออกแรงดึง

that object from above, we can cause an acceleration in that direction. Let's say I remove that

วัตถุจากด้านบน ก็จะสามารถทำให้เกิดความเร่งในทิศทางนี้ขึ้นมาได้ จากนั้น สมมติว่าครูเอาแรงนั้นออกไป

force it falls back to earth, so there must be a gravitational force that is pulling it

วัตถุนั้นก็จะกลับตกลงมาที่พื้นอีก นั่นก็หมายความว่าจะต้องมีแรงโน้มถ่วงที่ดึงวัตถุนั้นให้ตกลงมา

down. And so if we look at an object, an object as it moves over time, if there is an acceleration

สรุปว่า ถ้าเราพิจารณาวัตถุอันนึงที่มีการเคลื่อนที่ไปตามแกนเวลา ถ้าหากมีความเร่งเกิดขึ้น

then we know that there is a force acting on it. Now you might ask yourself, what if

ก็หมายความว่าจะต้องมีแรงกระทำต่อวัตถุนั้น .. เราก็อาจจะสงสัยว่า

it is just moving? Is there a force acting on it? Remember things can have inertia and

แล้วถ้าเป็นการเคลื่อนที่อย่างเดียวล่ะ? จำเป็นจะต้องมีแรงกระทำอยู่หรือไม่? อย่าลืมว่า มีสิ่งที่เรียกว่าความเฉื่อยของวัตถุ

so the Earth continues to spin, not because something is pushing on it. It just has inertia.

หรือไม่ก็กรณีที่โลกยังคงหมุนรอบตัวอยู่ตลอดนั้น ไม่ได้เป็นกรณีของการที่มีแรงอะไรเข้ามากระทำ แต่เป็นความเฉื่อยนั่นเอง

So there is not a force pushing on it. Or if you throw and object it is just going to

ไม่มีแรงจากภายนอกใดๆทั้งสิ้น เช่นเดียวกับถ้าหากว่าเราขว้างวัตถุออกไป

keep going in that direction. And so to really understand if there is a force acting on it,

วัตถุอันนั้นก็จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางนั้นไปเรื่อยๆ การที่เราจะแน่ใจได้ว่าวัตถุอันนึงนั้น กำลังมีแรงกระทำอยู่

it is important that we see a change in the velocity. Which is not only a change in the

ตัวชี้ที่สำคัญอันนึงก็คือการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ซึ่งอาจจะไม่ใช่เฉพาะการเปลี่ยนแปลง

magnitude of the velocity but it could be the direction of that velocity as well. But

ขนาดของความเร็วเท่านั้น แต่อาจจะเป็นทิศทางของความเร็วนั้นด้วย

once we have tracked down a force, it is going to have two components. The magnitude of the

การพิจารณาแรงอันนึงนั้น จะต้องดูปัจจัยสองตัวด้วยกัน

force and then the direction in which that force is acting. And so we measure that in

คือทั้งขนาดของแรงนั้น กับทิศทางของแรงด้วย และในทางวิชาฟิสิกส์เราจะวัดออกมาเป็นหน่วยนิวตัน (newtons - N)

newtons in a physics lab. And so here are three scenarios where we could see forces,

รูปที่เห็นนี่จะแสดงตัวอย่างของแรงในสามกรณี

if you are pulling on a pulley, if we have a box that is falling to earth, or if we have

ตั้งแต่กรณีของการดึงลูกรอก กรณีที่กล่องใบนึงกำลังตกลงสู่พื้น

two magnets that are pushing on each other and kind of pushing against each other. And

แล้วก็กรณีของแม่เหล็กสองชิ้นที่กำลังส่งแรงผลักซึ่งกันและกันอยู่

so you can think of a force as a push or a pull on an object that is causing an acceleration.

เราจึงพอจะกล่าวได้ว่า แรงนั้นอาจจะกระทำต่อวัตถุด้วยการดึงหรือดัน แล้วก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุนั้น

And so a good way to study forces is to look at motion and try to figure out where are

การจะศึกษาในเรื่องของแรงนั้น เราจึงควรจะดูที่การเคลื่อนที่ แล้วก็มองหาว่าแรงนั้นกำลังกระทำต่อวัตถุในลักษณะใด

those forces. And so right here we have a purple object that is at rest. And so what

อย่างที่กำลังเห็นอยู่ในรูปนี้ วัตถุสีม่วงกำลังอยู่ในสภาพนิ่ง

you should do is take a second to figure out all of the forces that are acting on that

พวกเราก็อาจจะลองฝึกคิดดูก่อน ว่ามีแรงอะไรบ้าง ที่กำลังกระทำต่อวัตถุสีม่วงอันนี้

object. Well you might say it is clearly not accelerating, so maybe there are no forces

แน่นอน เราอาจจะนึกว่าเนื่องจากวัตถุไม่มีความเร่ง ก็ไม่น่าจะมีแรงอะไรกระทำอยู่

acting on it. But if I were to magically remove that table you know it is going to move down,

ที่นี้ ถ้าครูเกิดนึกสนุก ย้ายเอาโต้ะที่รองอยู่ออกไปได้เฉยๆ ก็แน่นอนว่าก้อนวัตถุสีม่วงก็จะหล่นลงมา

especially if it is sitting on our planet. And so there must be a force acting down.

แน่นอนว่าเราต้องถือว่าทั้งหมดนี้อยู่ภายในเงื่อนไขที่มีแรงโน้มถ่วงของโลกรวมอยู่ด้วย .. ก็เป็นอันว่ามีแรงอันนึงที่กระทำในทิศทางลงล่าง

And so we call that a gravitational force acting down. And in a previous video we defined

ซึ่งก็คือแรงโน้มถ่วงของโลกนั่นเอง โดยที่ในวิดีโอก่อนหน้านี้ เราได้บอกไว้ว่า

the gravitational force as a product of the mass of the object times the gravitational

แรงโน้มถ่วงนั้น สามารถหาได้จากผลคูณระหว่างมวลของวัตถุ กับความแรงของสนามแรงโน้มถ่วง

field strength. And so let's say I give you the mass of that object to be 1.0 kilogram,

อย่างสมมติว่าเรากำหนดให้มวลของวัตถุอันนี้เป็น 1.0 กิโลกรัม

you could calculate that force, or the weight of the object as 1.0 kilogram times the gravitational

เราก็สามารถคำนวณแรงที่ว่า ซึ่งก็คือนำหนักของวัตถุนี้ ว่าเป็น 1.0 กิโลกรัม คูณด้วยความแรงของสนามแรงโน้มถ่วง

field strength, which is 9.8 newtons per kilogram. And so that would be force of 9.8 newtons

ซึ่งมีค่าเป็น 9.8 นิวตันต่อกิโลกรัม ก็จะได้เป็นแรง 9.8 นิวตัน ในทิศทางลง

down. Now is it accelerating down through the table? You would say no. It is is staying

ทีนี้ถ้าจะถามต่อว่า แล้วมันเกิดมีความเร่งในทิศทางลงนี้หรือเปล่า? ก็ต้องตอบว่าไม่ .. วัตถุก้อนนี้ยังคงนิ่งอยู่ตรงจุดนั้น

there and so there must be an opposite force in the other direction. We call that a normal

ก็หมายความว่า จะต้องมีแรงอีกแรงนึงเกิดขึ้นในทิศตรงข้าม ที่เราเรียกกันว่าแรงธรรมดา (normal force - N )

force that is holding it in place. And so this would be the two forces. Now they are

ที่ดึงวัตถุเอาไว้ให้อยู่กับที่ (แม้จะอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วง) .. สรุปว่ามีแรงสองแรงที่กระทำต่อวัตถุอันนี้

not causing an acceleration because the are balanced at this point. Let's say I were to

แล้วก็การที่ไม่มีความเร่งเกิดขึ้น ก็หมายความว่าแรงทั้งสองนี้สมดุล

take my cursor here and then just kind of apply a force to that object like that. And

อย่างถ้าครูจะเลื่อนมือมาทางด้านี้แล้วออกแรงผลักที่วัตถุ

so we get a motion that looks like that. What you want to figure out is all the forces that

ก็จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างที่เห็น สิ่งที่เราจะต้องทำในการศึกษาเรื่องนี้ ก็คือการหาแรงทุกแรง

are acting on that object. So let's move it back to its original position. If you were

ที่กระทำต่อวัตถุอันนี้ .. เราลองมาเริ่มกันด้วยการเอาวัตถุกลับมาวางไว้ที่เดิมก่อน

to label all of the forces that are acting on that object, right when I hit it with the

เราจะทำเครื่องหมายให้กับแรงทุกแรงที่กระทำ ก่อนเวลาที่ครูจะใช้แรงผลักวัตถุ

cursor, what would the forces be? Well we already have determined that there is going

ควรจะมีเครื่องหมายแรงเป็นอย่างไร? เราได้บอกไปบ้างแล้ว

to be the force down, the gravitational force. And then we have that normal force that is

ว่าน่าจะมีแรงโน้มถ่วงในทิศทางลงล่าง .. แล้วก็มีแรงธรรมดาที่ดันขึ้น

pushing up. But there is this impact of my cursor on the left side of the object and

จากนั้นจึงมีแรงผลักที่ครูใส่เข้าไปจากทางด้านซ้าย

so there is going to be a force to the right. It is causing an acceleration, has zero velocity

ทำให้มีแรงที่มีทิศไปทางด้านขวา เกิดมีความเร่งขึ้นมา โดยในจุด ณ เวลาแรกนั้น มีความเร็วจากที่ศูนย์ก่อน

at the beginning but it has an acceleration to the right. So let's move that object a

ในตอนเริ่มต้นแล้วจึงเพิ่มขึ้นในทิศทางทางด้านขวา .. ถ้าเราจะลองเลื่อนวัตถุนี้

little bit farther along. Now it has slid off of the side of that table. How many forces

ให้ไกลออกไปอีกหน่อย .. ก็แน่ละ จะเลื่อนเลยจากโต้ะออกไป

are acting on that object now? Well clearly gravitational force is acting on it. But you

ตอนนี้จะมีแรงอะไรเข้ามาเกี่ยวข้องบ้างล่ะ? แน่นอนว่าแรงโน้มถ่วงจะยังคงมีอยู่

can see it is starting to move down because there is no normal force anymore. Now is there

แต่เราจะสังเกตได้ว่าจะเริ่มมีการเคลื่อนที่ลงมาทางด้านล่าง เนื่องจาก แรงธรรมดานั้นไม่มีอยู่อีกต่อไปแล้ว

a force to the right anymore? No. It just has inertia in that direction so there would

แล้วแรงที่ทำจากทางด้านซ้ายมาทางขวาล่ะ? ก็ไม่มีแล้วเหมือนกัน คงเหลืออยู่แต่ความเฉื่อยเท่านั้น

only be one force at this point. Let's say we take these charged particles and let's

ก็หมายความว่ามีแรงเหลืออยู่เพียงแรงเดียวเท่านั้นในตอนนี้ .. ทีนี้ลองมาดูประจุพวกนี้

just watch their motion for a second. So we can see that they are all accelerating. So

ว่าจะมีการเคลื่อนไหวอย่างไร .. .. จะเห็นได้ว่าทุกตัวต่างก็มีความเร่งด้วยกันทั้งหมด

let's take a look at those. Positive seem to move to the right. Negative move to the

สังเกตว่าพวกประจุบวกจะเคลื่อนที่ไปทางขวา ส่วนประจุลบก็จะไปทางซ้าย

left. So what could cause that? What might be the forces that are acting on that? That

อะไรที่น่าจะเป็นสาเหตุของการเคลื่อนที่พวกนี้? แรงแบบใดบ้างที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบนี้ได้?

is going to be the force of the electric field. So these are clearly in an electric field.

คำตอบก็คือแรงของสนามไฟฟ้า ค่อนข้างแน่นอนว่าประจุเหล่านี้อยู่ในสนามไฟฟ้า

And so that is causing a movement, or a force to the right on the positive particles and

ซึ่งเป็นต้นเหตุของแรงที่ทำให้ประจุบวกเคลื่อนที่ไปทางขวา

a force to the left on the negative particles. And it is causing that acceleration of those

และประจุลบเคลื่อนที่ไปทางซ้าย แล้วก็มีความเร่งเกิดขึ้นด้วย

objects. Let's say we were to look at just the moon. And watch the moon as it orbits

ลองหันมาดูที่ดวงจันทร์กันบ้าง .. ดวงจัมนทร์ก็จะเคลื่อนที่

around the earth. Obviously everything is not to scale. But it has a constant speed.

เป็นวงโคจรรอบโลก แน่นอนว่ารูปนี้ไม่ได้สัดส่วนจริง แต่อย่างน้อยก็ถือว่าการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์มีความเร็วคงที่

It looks like it is not accelerating. And so is there a force that is acting on that

คือไม่มีความเร่ง .. แล้วตกลงว่ามีแรงอะไรกระทำต่อดวงจันทร์บ้างหรือไม่?

moon? You might say, well since it is going the same speed over time there is maybe no

บางคนอาจจะบอกว่าไม่น่าจะมี เนื่องจากว่ามีความเร็วคงที่ตลอดเวลา

force acting on it. But if we were to look at the velocity of the moon, the velocity

แต่ถ้าพิจารณาดูที่อัตราเร็วของดวงจันทร์แล้ว

is in that direction. But as it starts to orbit around the earth, the velocity is going

อัตราเร็วที่มีทิศทางดังที่แสดงให้เห็นในตอนเริ่มต้นนี้ จะเปลี่ยนแปลงทันทีทีเมื่อมีการเคลื่อนที่ไป

to change. In other words the velocity is going to start to point down in this direction.

นั่นคืออัตราเร็วจะเริ่มมีการเปลี่ยนทิศทางลงมา

And since velocity is a vector value there must be an acceleration. And so that means

และเนื่องจากอัตราเร็วเป็นปริมาณเวคเตอร์ ก็หมายความว่ามีความเร่ง

there must be a force on that object. Just like when you go around a corner in a car,

ซึ่งก็หมายความว่ามีแรงกระทำต่อดวงจันทร์ด้วย ลักษณะจะคล้ายกับการเลี้ยวรถทางโค้ง

you can feel that force, the car kind of pushing on you. And so in this case it would be the

เราอาจจะเคยรู้สึกด้วยตนเองว่ามีแรงจากรถกระทำต่อเราที่นั่งอยู่ และในกรณีของดวงจันทร์ ก็จะเป็น

gravitational force that is holding that moon in place. And so did you learn what a force

แรงโน้มถ่วงจากโลกที่กระทำต่อดวงจันทร์ .. สรุปกันว่าเราไเ้เรียนไปแล้วว่าแรงคืออะไรหรือไม่?

is? Again, it is a push or a pull on an object. And could you express that as both the size

อย่างที่ได้บอกไปแล้วว่าแรงอาจจะมีทั้งแรงดึงหรือแรงดัน และแรงจะต้องอธิบายจากทั้ง

or the magnitude and we determined that mathematically and the direction? that

ขนาดและทิศทางที่อธิบายตามวิธีการทางคณิตศาสตร์ได้

I hope so and I hope was helpful.

หวังว่าคงได้เรียนรู้กันไป และหวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง