การเคลื่อนที่ (ฟิสิกส์)

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
(เปลี่ยนทางจาก การเคลื่อนที่)
การเคลื่อนที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนตำแหน่ง เช่น ภาพนี้เป็นรถไฟใต้ดินออกจากสถานีด้วยความเร็ว

การเคลื่อนที่ในวิชาฟิสิกส์ หมายถึง การเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งวัดโดยผู้สังเกตที่เป็นส่วนหนึ่งของกรอบอ้างอิง เมื่อปลายคริสต์ศตวรรษที่ 199999

9 เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้เสนอกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันในหนังสือ Principia ของเขา ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นกฎพื้น ฐานของฟิสิกส์ดั้งเดิม การคำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ โดยใช้ฟิสิกส์ดั้งเดิมนั้นประสบความสำเร็จมาก จนกระทั่งนักฟิสิกส์เริ่มศึกษาเกี่ยวกับสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก

นักฟิสิกส์พบว่า ฟิสิกส์ดั้งเดิมไม่สามารถคำนวณสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้แม่นยำ เพื่อแก้ปัญหานี้ อองรี ปวงกาเร และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เสนอทฤษฎีอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุ เพื่อใช้แทนของกฎของนิวตัน กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกำหนดให้อวกาศและเวลาเป็นสิ่งสัมบูรณ์ แต่ทฤษฎีไอน์สไตน์กับปวงกาเร ซึ่งเรียกว่า ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ กำหนดให้ค่าเหล่านี้เป็นสิ่งสัมพัทธ์ ซึ่งต่อมา ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษก็เป็นที่ยอมรับในการอธิบายการเคลื่อนที่ เพราะทำนายผลลัพธ์ได้แม่นยำกว่า อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันยังเป็นที่ใช้กันอยู่ โดยเฉพาะงานด้านฟิสิกส์ประยุทธ์และงานวิศวกรรม เพราะสามารถคำนวณได้ง่ายกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ

กฎการเคลื่อนที่[แก้]

ดูบทความหลักที่: กลศาสตร์

ในวิชาฟิสิกส์อธิบายการเคลื่อนที่ผ่านกฎกลศาสตร์สองชุดที่ดูขัดแย้งกัน การเคลื่อนที่ของวัตถุใหญ่และวัตถุที่คล้ายกันในเอกภพ (เช่น โปรเจกไทล์ ดาวเคราะห์ เซลล์และมนุษย์) อธิบายด้วยกลศาสตร์ดั้งเดิม ขณะที่การเคลื่อนที่ของวัตถุระดับอะตอมและอนุภาคของอะตอมขนาดเล็กมากอธิบายด้วยกลศาสตร์ควอนตัม

กฎข้อที่หนึ่ง: ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยหนึ่ง วัตถุจะหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ต่อไปด้วยความเร็วคงที่ เว้นแต่มีแรงสุทธิภายนอกมากระทำ
กฎข้อที่สอง: ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยหนึ่ง เวกเตอร์ลัพธ์ของแรง F ต่อวัตถุเท่ากับมวล m ของวัตถุนั้นคูณความเร่ง a ของวัตถุนั้น: F = ma.
กฎข้อที่สาม: เมื่อวัตถุหนึ่งส่งแรงกระทำต่อวัตถุที่สอง วัตถุที่สองจะส่งแรงขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงข้ามต่อวัตถุแรกพร้อมกันด้วย