inertia กฎของความเฉื่อย นักฟิสิกส์ผู้เสนอกฎการเคลื่อนที่ ฟิสิกส์ แรงเฉื่อย ไอแซก นิวตัน

ทำความรู้จัก “แรงเฉื่อย” คืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร

Home / ทีนวาไรตี้ / ทำความรู้จัก “แรงเฉื่อย” คืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร

เคยได้ยินคำว่า “แรงเฉื่อย” กันบ้างไหมคะ? ในทางฟิสิกส์ หมายถึง ความพยายามของวัตถุในการรักษาสภาพหยุดนิ่งเอาไว้ หรือการต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนไหวของวัตถุ หลักการของความเฉื่อยเป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของฟิสิกส์ดั้งเดิม ซึ่งนำมาอธิบายการเคลื่อนที่ของสสารและผลกระทบที่สสารนั้นได้รับจากแรงที่มากระทำ คำว่า inertia มาจากภาษาละติน iners หมายถึง เฉื่อยชาหรือขี้เกียจ

ทำความรู้จัก “แรงเฉื่อย” คืออะไร

กฎของแรงเฉื่อย อาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน กฎดังกล่าวระบุว่า วัตถุที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำ จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ กล่าวคือ วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว (อัตราเร็วเท่าเดิมและทิศทางเหมือนเดิม) จนกว่าจะมีแรงบางอย่างมากระทำต่อวัตถุอันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอัตราเร็วและทิศทาง นี่รวมไปถึงวัตถุที่ยังไม่เคลื่อนที่ด้วย (คือมีความเร็วเท่ากับศูนย์) ก็จะหยุดนิ่งอยู่กับที่ จนกว่าจะมีแรงบางอย่างมากระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่

ตัวอย่างเช่น เมื่อรถยนต์จอดนิ่งไม่เคลื่อนที่ แรงเฉื่อยของรถยนต์ต้องมากกว่าแรงที่กระทำต่อรถยนต์ เพื่อที่จะให้รถยนต์เคลื่อนที่ เมื่อรถยนต์กำลังเคลื่อนที่ จะต้องเพิ่มแรงกระทำกับรถยนต์มากขึ้น เพื่อให้รถยนต์เคลื่อนที่เร็วมากขึ้น และเมื่อต้องการชะลออัตราเร็วของรถยนต์ แรงเบรกจะต้องมากกว่าความเฉื่อยของรถยนต์

หรือ หากวางวัตถุไว้บนกระดาษแข็ง แล้วนำกระดาษแข็งไปวางบนปากแก้ว เมื่อกระชากกระดาษแข็งออกจากปากแก้วอย่างรวดเร็ว วัตถุก็จะตกลงในแก้ว เนื่องจากวัตถุพยายามรักษาสภาพหยุดนิ่งของมันเอาไว้ และแรงเฉื่อยที่พยายามรักษาสภาพหยุดนิ่งของมันมีมากกว่าแรงที่มากระทำ มันจึงไม่เคลื่อนที่ไปตามกระดาษแข็ง

ไอแซก นิวตัน (ค.ศ. 1643 – 1727) นักฟิสิกส์ผู้เสนอกฎการเคลื่อนที่

กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน สามารถเขียนเป็นสมการคณิตสาสตร์ได้ เมื่อมวลเป็นค่าคงที่ที่ไม่เป็นศูนย์ คือ

ดังนั้น

  • วัตถุจะหยุดนิ่ง เว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำ
  • วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะไม่เปลี่ยนแปลงความเร็ว เว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำเช่นกัน

นอกจากนี้ อาริสโตเติล ปราชญ์กรีกโบราณ มีมุมมองที่ว่าวัตถุทั้งหลายมีที่อยู่ของมันตามธรรมชาติในจักรวาล คือวัตถุที่หนัก (เช่นหิน) จะอยู่นิ่งบนพื้นโลก และวัตถุที่เบาเหมือนควันจะลอยนิ่งอยู่บนท้องฟ้า และดาวฤกษ์จะอยู่บนสวรรค์ เขาคิดว่าวัตถุอยู่ในสภาพธรรมชาติของมันเมื่อมันอยู่นิ่ง และสำหรับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ จำเป็นต้องมีแรงภายนอกเพื่อทำให้มันเคลื่อนที่หรือหยุดเคลื่อนที่

ความสำคัญของ “แรงเฉื่อย”

รู้หรือไม่คะว่า โลกหมุนรอบตัวเอง ด้วย “แรงเฉื่อย” มาตั้งแต่สมัยกำเนิดระบบสุริยะ หลายพันล้านปี ดังนั้น แรงเฉื่อย จึงมีความสำคัญต่อโลกและการดำรงชีวิต หากไม่มีแรงเฉื่อยโลกก็จะไม่เกิดการหมุน ไม่มีกลางวัน-กลางคืน ซีกโลกหนึ่งร้อน อีกซีกโลกหนาว และอาจทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกตายลงได้

ที่มาข้อมูล inertiaกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน