แรงลัพธ์

     อำนาจอย่างหนึ่งที่ทำให้วัตถุหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ได้ หรือกล่าวได้ว่าแรงสามารถทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ แรงเป็นปริมาณเวคเตอร์ (ปริมาณที่ต้องบอกขนาดและทิศทาง) หน่วยของแรง คือ นิวตัน < Newton สัญลักษณ์ N >

     ถ้ามีแรงหลาย ๆ แรงมากระทำต่อวัตถุเดียวกัน ในเวลาเดียวกัน เสมือนกับว่า มีแรงเพียงแรงเดียวมากระทำต่อวัตถุนั้น เรียกแรงเสมือนแรงเดียวนี้ว่า แรงลัพธ์ (หรือกล่าวได้ว่าแรงลัพธ์คือผลรวมของแรงหลาย ๆแรงที่กระทำต่อวัตถุนั้น )
การหาแรงลัพธ์ เนื่องจากแรงเป็นปริมาณเวคเตอร์ดังนั้นการหาแรงลัพธ์คิดเหมือนกับ การหาเวคเตอร์ลัพธ์ โดยแทนแรงด้วยลูกศร ความยาวของลูกศรจะแทนขนาดของแรง และทิศของลูกศรจะแทนทิศทางของแรงที่กระทำ และวัตถุจะเคลื่อนที่ไปตามทิศของแรงลัพธ์ 

วิธีการหาแรงลัพธ์ มี 2 วิธี

     1. การเขียนรูป (โดยแทนแรงด้วยลูกศร ) ใช้หางต่อหัว คือเอาหางของลูกศรที่แทนแรงที่ 2 มาต่อหัวลูกศรที่แทนแรงที่ 1 แล้วเอาหางลูกศรที่แทนแรงที่ 3 มาต่อหัวลูกศรที่แทนแรงที่ 2 .....ต่อกันไปจนหมด โดยทิศของลูกศรที่แทนแรงเดิมไม่เปลี่ยนแปลง ขนาดของแรงลัพธ์คือ ความยาวลูกศรที่ลากจากจุดเริ่มต้น ไปยังจุดสุดท้าย มีทิศจากจุดเริ่มต้นไปจุดสุดท้าย

ตัวอย่าง เมื่อมีแรง A B และ C มากระทำต่อวัตถุ ดังรูป

     หาแรงลัพธ์โดยการเขียนรูปได้ดังนี้

     2. โดยการคำนวณ

           2.1. เมื่อแรงทำมุม 0 องศา (แรงไปทางเดียวกัน) แรงลัพธ์ = ขนาดแรง ทั้งสองบวกกัน และทิศของแรงลัพธ์ มีทิศเดิม

          2.2. เมื่อแรงทำมุมกัน 180 องศา (ทิศทางตรงข้าม) แรงลัพธ์ = แรงมากลบด้วยแรงน้อย ทิศของแรงลัพธ์มีทิศเดียวกับแรงมาก 

          2.3. เมื่อแรงทำมุมกัน 90 องศา หาแรงลัพธ์โดยใช้ทฤษฎีบทของพีธากอรัส

          2.4 มี 2 แรงทำมุม θ หาขนาดของแรงลัพธ์โดยใช้สี่เหลี่ยมด้านขนานให้แรงทั้งสองเป็นด้านประกอบ ของสี่เหลี่ยมด้านขนาน 
เส้นทะแยงมุมคือแรงลัพธ์

           2.5 ถ้ามีแรงหลาย ๆ แรงมากระทำกับวัตถุ การหาแรงลัพธ์ หาได้โดยวิธีการแตก แรงเข้าสู่แกนตั้งฉาก 
                  ขั้นตอนการหาแรงลัพธ์ มีดังนี้ 
                  1. เขียนแกนตั้งฉากอ้างอิง 
                  2. แตกแรงเข้าสู่แกนตั้งฉาก ( 1 แรงต้องแตกเข้าแกนตั้งฉากทั้งสองแกนเสมอ )

ตัวอย่างการคำนวณ
      1. ชายคนหนึ่งออกแรงลากลังไม้ดังรูปด้วยแรง 100 นิวตัน จงหา 
          1. แรงดึงในแนวดิ่ง

          2. แรงดึงในแนวระดับ จงหาแรงย่อยในแกนตั้งฉาก

          3. จงหาแรงย่อยในแกนตั้งฉาก

      ข้อสังเกต จากข้อ 2 และ 3 แรงประกอบย่อยถ้าอยู่ชิดมุม จะเท่ากับแรงคูณด้วยค่า cos ของมุมนั้น ถ้าไม่ชิดมุม แรงประกอบย่อยจะเท่ากับ แรงคูณด้วยค่า sin ของมุมนั้น

          4. เมื่อออกแรง 3 และ 4 นิวตันกระทำต่อวัตถุ ดังรูป จงหา ขนาดของแรงลัพธ์โดยการเขียนรูป

เขียนรูป ใช้หางต่อหัววัดขนาดแรงลัพธ์ได้ 5 N 

เขียนรูป ใช้หางต่อหัว วัดขนาดแรงลัพธ์ได้ 6.01 N 

ขอบคุณที่มาของเนื้อหาเพิ่มเติม
      http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/10/Force/Force/Force1.htm