สรุปพื้นฐาน “โมเมนตัมและการชน”

     “โมเมนตัมและการชน” คืออะไร? น้อง ๆ บทความนี้พี่ TUTOR VIP จะมาสรุปพื้นฐานแบบเข้าใจง่าย ๆ บอกเลยว่าเป็นเรื่องที่อยู่ใกล้ตัวพวกเราและน่าสนใจมาก ตามไปดูพร้อม ๆ กันเลย

โมเมนตัม คืออะไร?

    “โมเมนตัม” (Momentum) คือ ปริมาณการเคลื่อนที่ของวัตถุที่พยายามทำให้วัตถุเคลื่อนที่ต่อไป ซึ่งหาได้จากผลคูณของมวลกับความเร็ว เขียนสมการได้ ดังนี้

• โมเมนตัม =มวลความเร็ว หรือ P=mv

โดย

•  P แทน โมเมนตัม หน่วยเป็น กิโลกรัมเมตรต่อวินาที (kg.m/s)
•  m แทน มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม  (kg)
•  v แทน ความเร็วของวัตถุ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)

ข้อควรรู้

• โมเมนตัม เป็น ปริมาณเวกเตอร์ คือมีทั้งขนาดและทิศทาง
• โมเมนตัม มีทิศทางเดียวกับความเร็ว
• โมเมนตัม แปรผันตรงกับมวลและความเร็ว

แรงและการเปลี่ยนโมเมนตัม

    คือ การที่เราออกแรงเพื่อทำให้วัตถุเคลื่อนที่ เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ก็จะทำให้เกิดโมเมนตัม และเมื่อความเร็วของวัตถุมีการเปลี่ยนแปลง โมเมนตัมของวัตถุนั้นก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย

    จากกฎของนิวตันข้อที่ 2 ของนิวตันที่ว่า “ความเร่งของวัตถุจะแปรผันตามแรงที่กระทำต่อวัตถุ แต่จะแปรผกผันกับมวลของวัตถุ” จะได้ว่า

เมื่อ F คือ แรงลัพธ์ที่คงตัวกระทำต่อวัตถุมวล m มีหน่วยเป็นนิวตัน (N)

• P1=mu คือ โมเมนตัมของวัตถุก่อนออกแรงกระทำ
• P2=mv คือ โมเมนตัมของวัตถุภายหลังที่ถูกแรงกระทำ

การดลและแรงดล คืออะไร?

    การดล (I) คือ ผลการกระทำของแรงอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาใด ๆ มีค่าเท่ากับผลคูณของแรงกับระยะเวลาที่แรงกระทำต่อวัตถุนั้น

    การดล (I) เป็นปริมาณเวกเตอร์มีหน่วยเป็นกิโลกรัม เมตรต่อวินาที kg.m/s หรือ นิวตันวินาที Ns สามารถเขียนสมการได้ว่า 

    แรงดล (F) คือ แรงที่กระทำต่อวัตถุในช่วงเวลาสั้น ๆ เช่น การตอกตะปู  สามารถเขียนสมการได้ว่า 

• I  คือ การดล มีหน่วยเป็นกิโลกรัม เมตรต่อวินาที kg m/s หรือ นิวตันวินาที Ns
• m คือ มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg)
• v คือ ความเร็วปลาย มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)
• u คือ ความเร็วต้น มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)

การชน คืออะไร?

การชน คือ การชนกันของวัตถุโดยที่มวลวิ่งไปชนมวล แบ่งเป็น 3 ประเภท ดังนี้

1. การชนแบบยืดหยุ่น (Elastic Collision)

     คือ การชนของวัตถุที่มีแรงภายนอกที่มีค่าเป็นศูนย์มากระทำแล้วไม่เกิดการสูญเสียพลังงานจากการชนของวัตถุหรือระบบของวัตถุ จึงทำให้โมเมนตัมและพลังงานจลน์ของระบบมีค่าคงที่ เช่น การชนกันของลูกบอล 

2. การชนแบบไม่ยืดหยุ่น (Inelaltic Collision)

     คือ การชนของวัตถุที่มีแรงภายนอกมากระทำโดยมีค่ามากกว่าแรงดลของวัตถุแล้วเกิดการสูญเสียพลังงานจากการชนของวัตถุหรือระบบของวัตถุ จึงทำให้พลังงานจลน์ของวัตถุหรือระบบไม่เท่าเดิม แต่โมเมนตัมของระบบมีค่าคงที่ เช่น รถยนต์ชนกัน 

3. การดีดตัวของวัตถุ หรือการระเบิด (Recoil)

     คือ การที่วัตถุหรือระบบของวัตถุแยกออกจากกัน มวลของวัตถุจะคงที่ โดยมวลรวมของวัตถุก่อนระเบิดจะเท่ากับมวลรวมของวัตถุหลังระเบิด เช่น การยิงปืน

     หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “โมเมนตัมและการชน” กันมากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวฟิสิกส์ หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand