กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน
ในคริสต์ศตวรรษที่ 16 นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี ชื่อ กาลิเลโอ กาลิเลอิ ได้ตั้งข้อสงสัยกับแนวความคิดที่ว่า ถ้าต้องการให้วัตถุคงสภาพการเคลื่อนที่ต่อไป จะต้องมีแรงกระทำกับวัตถุ เขาจึงได้เสนอแนวคิดใหม่ว่า เมื่อวัตถุเคลื่อนที่แล้วไม่จำเป็นจะต้องมีแรงดึงหรือแรงผลัก เพื่อให้วัตถุนั้นคงสภาพการเคลื่อนที่ต่อไป แต่ถ้าเราต้องการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของ วัตถุ เราจำเป็นจะต้องออกแรงกระทำกับวัตถุนั้น แต่ไม่ว่าวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่หรืออยู่นิ่งเมื่อใดมีแรงมากระทำ วัตถุทุกชนิดจะพยายามต่อต้าน การเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ เราเรียกการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ว่า ความเฉื่อย (Inertia) ความเฉื่อยจึงเป็นแนวโน้ม ที่วัตถุต่อต้านการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ แนวคิดของกาลิเลโอนี้ เป็นแนวทางให้กับแนวคิดของนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษผู้หนึ่งคือ เซอร์ ไอแซค นิวตัน ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 16 นิวตันได้ค้นพบกฎพื้นฐานสามข้อที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ โดยกฎข้อที่หนึ่งนั้นมาจากแนวคิดของกาลิเลโอ กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันกล่าวว่า วัตถุที่อยู่นิ่งจะยังคงสภาพอยู่นิ่ง และวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ก็ยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต่อไป จนกว่าจะมีแรงที่ไม่สมดุลมากระทำ เรามักเรียกกฎข้อนี้ว่าเป็นกฎของความเฉื่อย ( Law of Inertia) เหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันสามารถอธิบายได้ด้วยความเฉื่อย ตัวอย่างเช่น ถ้านักเรียนนั่งอยู่ในรถยนต์ที่หยุดอย่างกระทันหัน ความเฉื่อยจะทำให้ตัวนักเรียนยังคงเคลื่อนที่ต่อไปข้างหน้า ดังนั้นนักเรียนจึงต้องการแรงมาช่วยทำให้นักเรียนหยุดการเคลื่อนที่ได้ ซึ่งแรงนั้นมาจากเข็มขัดนิรภัย แต่ในกรณีที่นักเรียนไม่ได้คาดเข็มขัดนิรภัย แรงนั้นอาจจะมาจากกระจกหน้า รถยนต์ก็ได้ มวลระหว่างขวดที่เต็มไปด้วยเหรียญ และขวดที่เต็มไปด้วยเม็ดโฟม นักเรียนจะเลื่อนขวดใดได้ยากกว่ากัน แน่นอนว่านักเรียนจะเลื่อนขวดที่ใส่เหรียญได้ยากกว่า ความแตกต่างระหว่างขวดทั้งสองนี้คืออะไร ขวดทั้งสองมีขนาดบรรจุเท่ากัน หรือมีปริมาตรเท่ากัน แต่ขวดทั้งสองแตกต่างกันที่มวลของแต่ละขวด มวล (Mass) คือปริมาณของสสารที่อยู่ในวัตถุ ขวดที่ใส่เหรียญจะมีมวลมากกว่าขวดที่ใส่โฟม หน่วย SI ของมวลคือกิโลกรัม (kg) รถยนต์ขนาดเล็กอาจมีมวลประมาณ 1,000 กิโลกรัม รถจักรยานอาจมีมวลประมาณ 10 กิโลกรัม และตัวนักเรียนเองอาจมีมวลประมาณ 45 กิโลกรัม นักเรียนจะใช้หน่วยกรัม (1 กิโลกรัม = 1,000 กรัม) ในการบอกมวลของวัตถุที่มีขนาดเล็ก เช่น เหรียญ 1 เหรียญ มีมวลประมาณ 5 กรัม ความเฉื่อยของวัตถุขึ้นกับมวลของวัตถุ วัตถุมีมวลมากจะมีความเฉื่อยมาก ดังนั้นมวลจึงถูกให้นิยามได้ว่าเป็นปริมาณที่ใช้วัดความเฉื่อยของวัตถุ วัตถุที่หยุดนิ่งจะพยายามหยุดนิ่งอยู่กับที่ ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำ ส่วนวัตถุที่เคลื่อนที่จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำเช่นกัน"
ขอบคุณที่มาของเนื้อหาเพิ่มเติม
|
