พลังงานไฟฟ้าคืออะไร?

    พลังงานไฟฟ้า คือ พลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในตัวนำไฟฟ้า เมื่อประจุไฟฟ้าเหล่านี้เคลื่อนผ่านตัวนำจะเกิดเป็นกระแสไฟฟ้าที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นให้แสงสว่าง การให้ความร้อน การผลิตพลังงาน หรือการขับเคลื่อนเครื่องจักรต่าง ๆ หลักการสำคัญที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าคือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งค้นพบโดยไมเคิล ฟาราเดย์ 

    ไฟฟ้าเกิดจากอนุภาคมูลฐานสองชนิด ได้แก่ โปรตอน (มีประจุบวก) และอิเล็กตรอน (มีประจุลบ) โดยอะตอมของทุกธาตุประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอนในจำนวนเท่ากัน จึงทำให้วัตถุส่วนมากไม่แสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม หากอะตอมได้รับแรงหรืออิทธิพลจากภายนอก อิเล็กตรอนบางส่วนอาจหลุดออกจากวงโคจร ส่งผลให้เกิดพลังงานไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า หรือปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่าง ๆ ตามมา

การเกิดพลังงานไฟฟ้า

    พลังงานไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้จากหลายกระบวนการ ดังต่อไปนี้

• พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการเสียดสี

เมื่อวัตถุต่างชนิดถูกขัดถูเข้าด้วยกัน จะทำให้ประจุไฟฟ้าในวัตถุทั้งสองไม่สมดุล และเกิดการถ่ายเทประจุจนเกิดเป็นไฟฟ้าสถิต ซึ่งเกิดเพียงชั่วคราวแล้วหมดไป ตัวอย่างเช่น การถูแท่งยางกับผ้าขนสัตว์ แท่งแก้วกับผ้าแพร หรือหวีพลาสติกกับเส้นผม

• พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการทำปฏิกิริยาทางเคมี

สารเคมีบางชนิดสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะ ทำให้เกิดการถ่ายเทอิเล็กตรอนและแยกประจุออกเป็นขั้วบวกและขั้วลบ เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้เรียกว่า “โวลตาอิกเซลล์” (Voltaic cell) ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับแบตเตอรี่ ถ่านไฟฉาย และเซลล์แห้งต่าง ๆ

• พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากความร้อน

เมื่อนำโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน เช่น ทองแดงและเหล็ก มาต่อปลายเข้าด้วยกันและให้ความร้อนที่จุดเชื่อมต่อ จะทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิและทำให้ประจุไฟฟ้าแยกตัว เกิดเป็นแรงดันไฟฟ้า หลักการนี้ถูกนำมาใช้ใน “เทอร์โมคัปเปิล” (Thermocouple) สำหรับวัดอุณหภูมิซึ่งจะแปลงความร้อนให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า

• พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากแสงสว่าง

เมื่อแสงตกกระทบโฟโต้เซลล์ จะทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่และเกิดกระแสไฟฟ้า อุปกรณ์ที่ใช้หลักการนี้คือ “เซลล์แสงอาทิตย์” หรือ “โซลาร์เซลล์” ซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง

• พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากแรงกดอัด

สารบางชนิด เช่น หินเขี้ยวหนุมาน ทูร์มาลีน หรือเกลือโรเชล เมื่อได้รับแรงกดอัด จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมและเคลื่อนที่ เกิดเป็นพลังงานไฟฟ้า หลักการนี้ถูกนำไปใช้ในการผลิตไมโครโฟนที่เปลี่ยนพลังงานเสียงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า

• พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากสนามแม่เหล็ก

หากนำขดลวดเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก หรือให้แม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่านขดลวด จะเกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในตัวนำ การตัดผ่านของตัวนำกับสนามแม่เหล็กนี้สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าได้ในปริมาณมาก และเป็นหลักการเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วโลกในปัจจุบัน

 

วิธีการผลิตไฟฟ้ามีวิธีใดบ้าง?

    การผลิตไฟฟ้าในปัจจุบันสามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ คือ พลังงานจากแหล่งที่ใช้แล้วหมดไป (Non-renewable Energy) และ พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

1.แหล่งพลังงานที่มีจำกัด

เป็นแหล่งพลังงานที่ใช้แล้วหมดไป ไม่สามารถผลิตหรือสร้างขึ้นทดแทนได้ในระยะเวลาสั้น ๆ ได้แก่ 

• เชื้อเพลิงที่ได้จากน้ำมันดิบ ได้จากการขุดเจาะชั้นหินใต้ดินหรือใต้ทะเล เมื่อนำน้ำมันดิบเข้าสู่กระบวนการกลั่น จะได้เชื้อเพลิงหลากหลายชนิด เช่น ดีเซล น้ำมันเตา และก๊าซปิโตรเลียม ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงผลิตกระแสไฟฟ้าได้
• ก๊าซธรรมชาติ เกิดจากการทับถมของซากพืชและสัตว์เป็นเวลาหลายล้านปี ต้องผ่านกระบวนการแยกก๊าซก่อนนำไปใช้ โดยก๊าซที่ผ่านการแปรรูปแล้วจะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม
• ถ่านหิน เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีปริมาณมาก นำไปใช้ผลิตไฟฟ้าโดยการเผาไหม้เพื่อให้ความร้อน ต้มน้ำให้เป็นไอน้ำ และใช้ไอน้ำหมุนกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ ใช้การแตกตัวของอะตอมยูเรเนียมหรือพลูโตเนียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อสร้างความร้อน แล้วนำความร้อนนั้นไปผลิตไอน้ำหมุนกังหันไฟฟ้า จุดเด่นคือผลิตไฟฟ้าได้เป็นปริมาณมากและปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยมาก แต่มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยและการจัดการของเสียกัมมันตรังสี

2. แหล่งพลังงานหมุนเวียน

คือ แหล่งพลังงานที่นำมาใช้แล้วสามารถนำมากลับมาใช้ใหม่ได้หรือเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมดไป ได้แก่

• พลังงานแสงอาทิตย์ ใช้แผงโซลาร์เซลล์เปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นไฟฟ้า ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ ระดับแสงแดด และฤดูกาล
• พลังงานลม ใช้กังหันลมรับแรงลมเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีลมพัดแรงสม่ำเสมอ เช่น พื้นที่ชายฝั่งทะเลและยอดเขา 
• พลังงานน้ำ อาศัยแรงดันน้ำจากเขื่อนหรือแหล่งน้ำตกเพื่อหมุนกังหันที่เชื่อมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ปริมาณไฟฟ้าที่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำและความสูงของระดับน้ำ
• พลังงานชีวมวล ผลิตจากการเผาไหม้วัสดุอินทรีย์ เช่น เศษไม้ ซังข้าวโพด ฟางข้าว หรือวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร เพื่อผลิตความร้อนและนำไปผลิตไฟฟ้า
• พลังงานความร้อนใต้พิภพ คือ เป็นพลังงานความร้อนที่อยู่ภายในแกนกลางของโลก สามารถนำไอน้ำหรือความร้อนใต้พิภพขึ้นมาใช้ในการหมุนกังหันผลิตไฟฟ้า เป็นพลังงานสะอาดและมีความต่อเนื่องสูง

 

ความสำคัญของพลังงานไฟฟ้า

   พลังงานไฟฟ้าเป็นปัจจัยพื้นฐานที่ขับเคลื่อนการดำเนินชีวิต เศรษฐกิจ และระบบสังคมในยุคปัจจุบัน ช่วยเพิ่มความสะดวกสบายและยกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชน อีกทั้งยังเป็นแรงขับสำคัญของภาคอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสมัยใหม่

ข้อดีของพลังงานไฟฟ้า

• ด้านคมนาคม พลังงานไฟฟ้าช่วยขับเคลื่อนยานพาหนะสมัยใหม่ เช่น รถไฟฟ้า รถยนต์ไฟฟ้า และระบบขนส่งอัตโนมัติ ทำให้การเดินทางและการขนส่งมีความสะดวก รวดเร็ว และปลอดภัยยิ่งขึ้น

• ด้านคุณภาพชีวิต ไฟฟ้าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ชีวิตประจำวันสะดวกสบายขึ้น ทั้งในบ้านเรือนและพื้นที่สาธารณะ สะท้อนผ่านการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มสูงขึ้นต่อเนื่องตามจำนวนประชากรและการเติบโตของเศรษฐกิจ

• ด้านอุปโภคและสาธารณูปโภค ไฟฟ้าเป็นพลังงานหลักที่ใช้ในบริการสาธารณะต่าง ๆ เช่น ระบบสูบน้ำ ระบบไฟถนน รวมถึงการใช้พลังงานหมุนเวียนที่เข้ามามีบทบาทเพิ่มขึ้น เช่น โซลาร์รูฟท็อปสำหรับครัวเรือนหรือชุมชน

• ด้านเศรษฐกิจ การมีไฟฟ้าที่เพียงพอและมีเสถียรภาพช่วยกระตุ้นเศรษฐกิจให้เติบโต สนับสนุนความสามารถในการผลิตทั้งด้านอุตสาหกรรมและการเกษตร ทำให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น

• ด้านการเกษตร ไฟฟ้ามีบทบาทในทุกสาขาการเกษตร ทั้งพืช ปศุสัตว์ ประมง และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ โดยใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องจักรกล เครื่องมืออำนวยความสะดวก และระบบเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต เช่น ระบบสูบน้ำและระบบให้อาหารอัตโนมัติ
• ด้านอุตสาหกรรม เครื่องจักรและอุปกรณ์ทุกประเภทในโรงงานอุตสาหกรรมจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าเป็นพลังงานหลักในกระบวนการผลิต

ข้อจำกัดของพลังงานไฟฟ้า

     แม้ว่าพลังงานไฟฟ้าจะมีความสำคัญอย่างมากต่อการดำเนินชีวิตและภาคธุรกิจต่าง ๆ แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อจำกัดที่ควรตระหนัก ได้แก่

• ความเสี่ยงต่อความปลอดภัย ไฟฟ้าสามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินได้ หากเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ใช้งานไม่ถูกต้อง หรือขาดการบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างเหมาะสม

• ความยั่งยืนของแหล่งพลังงาน การผลิตไฟฟ้าจำนวนมากยังคงพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก หากมีการใช้เชื้อเพลิงในอัตราเท่าเดิมต่อไป โดยไม่มีการค้นพบแหล่งเชื้อเพลิงใหม่หรือเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียน เชื้อเพลิงฟอสซิลอาจลดน้อยลงจนไม่เพียงพอต่อการผลิตไฟฟ้าในอนาคต

    การรู้จักวิธีการผลิตไฟฟ้าและความสำคัญของพลังงานแต่ละประเภทช่วยให้เข้าใจที่มาและกระบวนการของไฟฟ้าที่พวกเราใช้กันทุกวัน รวมถึงสนับสนุนแนวทางการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมีสติและยั่งยืนมากขึ้น

 

    เป็นอย่างไรกันบ้าง? หวังว่าหลังอ่านบทความนี้แล้ว น้อง ๆ จะได้รับความรู้เกี่ยวกับ “พลังงานไฟฟ้า” กันมากขึ้นนะ 

    สำหรับใครที่กำลังมองหาที่ติวตัวต่อตัว หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand

 

ไฟฟ้ากระแสตรง(DC)

    ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current หรือ DC) คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางไหลเพียงทิศทางเดียว หรือจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าไหลผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า แล้วกลับเข้าไปยังขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอีกครั้ง ซึ่งการใช้งานจำเป็นต้องดูทิศทางของกระแสไฟขั้วบวกและลบให้ดีก่อน

คุณสมบัติของไฟฟ้ากระแสตรง(DC) 

1. กระแสไฟฟ้าไหลไปทิศทางเดียวกันตลอด
2. มีค่าแรงดันหรือแรงเคลื่อนเป็นบวกอยู่เสมอ 
3. สามารถเก็บประจุไว้ในเซลล์ หรือแบตเตอรี่ได้

ประโยชน์ของไฟฟ้ากระแสตรง(DC) 

1. ใช้ในการชุบโลหะต่าง ๆ 
2. ใช้ในการทดลองทางเคมี 
3. ใช้เชื่อมโลหะและตัดแผ่นเหล็ก 
4. ทำให้เหล็กมีอำนาจแม่เหล็ก 
5. ใช้ในการประจุกระแสไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่ 
6. ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 
7. ใช้เป็นไฟฟ้าเดินทาง เช่น ไฟฉาย

ไฟฟ้ากระแสสลับ(AC)

   ไฟฟ้ากระแสสลับหรือ Alternating Current  (AC) คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าแบบกลับไปกลับมาอยู่ตลอดเวลา และไม่มีขั้วไฟฟ้าที่เป็นขั้วบวกหรือขั้วลบ ซึ่งอัตราการเปลี่ยนทิศทาง เรียกว่า ความถี่ของไฟกระแสสลับ มีหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ซึ่งไฟฟ้าตามบ้านเรือนในประเทศเราจะใช้ความถี่อยู่ที่ 50Hz โดยสามารถใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ทุกชนิดในชีวิตประจำวัน รวมทั้งในโรงงานที่ต้องใช้กำลังไฟสูง ๆ

    ระบบไฟฟ้าที่ส่งมาในบ้านใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเนื่องจากสามารถส่งไปได้ไกลกว่าโดยไม่สูญเสียพลังงานมาก ถ้าใช้กระแสตรงจะต้องใช้แรงดันสูง ซึ่งเสี่ยงอันตราย มีการสูญเสียพลังงานไประหว่างสายไฟ และยังเปลืองงบประมาณในการตั้งเสาไฟที่ใกล้กัน โรงไฟฟ้าจึงส่งไฟฟ้ากระแสสลับด้วยแรงดันสูงหลายหมื่นโวลต์ เพื่อให้สูญเสียพลังงานน้อยที่สุดในสายส่ง จากนั้นหม้อแปลงจะลดแรงดันไฟฟ้าให้เหลือ 220 โวลต์ หรือ 110 โวลต์ในบางประเทศ

    คุณสมบัติของไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) 

1. สามารถส่งไปในที่ไกลได้ดี กำลังไม่ตก 
2. สามารถแปลงแรงดันให้สูงขึ้นหรือต่ำ ลงได้ตามต้องการโดยการใช้หม้อแปลง (Transformer)

ประโยชน์ของไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) 

1. ใช้กับระบบแสงสว่างได้ดี 
2. ประหยัดค่าใช้จ่าย และผลิตได้ง่าย 
3. ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการกำลังมาก ๆ 
4. ใช้กับเครื่องเชื่อม 
5. ใช้กับเครื่องอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เกือบทุกชนิด

ความแตกต่างและข้อดีข้อเสียของ DC และ AC

    ความแตกต่างของไฟฟ้าแบบ DC และ AC สามารถสังเกตได้ง่ายจากฉลากของเครื่องใช้ไฟฟ้า หากมีการระบุความถี่เป็นเฮิร์ต (Hz) เช่น 50Hz หรือ 60Hz นั่นหมายความว่าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพราะไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จะไม่มีค่าความถี่แบบนี้ 

   โดยทั่วไปไฟฟ้าแบบ AC มักมีแรงดัน (Voltage) สูงกว่า ตัวอย่างเช่น ไฟบ้านเรามีแรงดันประมาณ 220V ซึ่งถือว่าไม่สูงมากเมื่อเทียบกับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงตามชานเมืองที่อาจมีแรงดันเป็นหลักหมื่นโวลต์ การส่งไฟฟ้าระยะไกลด้วยแรงดันสูงช่วยให้ไม่ต้องใช้สายไฟขนาดใหญ่ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบ 

    ส่วนระบบไฟฟ้าแบบ DC มักใช้แรงดันไม่สูงมาก เช่น 12V, 24V หรือ 48V และโดยทั่วไปแรงดันที่ไม่เกินประมาณ 30V มักไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ อย่างไรก็ตามในระบบขนาดใหญ่แรงดัน DC อาจสูงถึง 300–600V ซึ่งมีความอันตรายมาก การติดตั้งจึงควรดำเนินการโดยช่างผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น

 

    DC เหมาะสำหรับ: อุปกรณ์พกพา และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น สมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์

    AC เหมาะสำหรับ: การส่งไฟฟ้าทางไกล และเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น ตู้เย็น, เครื่องซักผ้า หรือเครื่องปรับอากาศ และมักใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม หรือ สำนักงานอาคารขนาดใหญ่

ประวัติผู้คิดค้น

• ทอมัส เอดิสัน (Thomas Edison) – ไฟฟ้ากระแสตรง (DC)

    ทอมัส เอดิสัน (ค.ศ. 1847–1931) นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน เป็นผู้สนับสนุนและพัฒนาระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ผลงานสำคัญของเขาได้แก่ การจดสิทธิบัตรหลอดไฟไส้ (Incandescent) ในปี 1879 การสร้างสถานีไฟฟ้า DC แห่งแรกที่ Pearl Street, New York ในปี 1882 และการก่อตั้งบริษัท Edison Electric Light Company (ต่อมาคือ General Electric)

เหตุผลที่เอดิสันสนับสนุนกระแสตรง:

• ปลอดภัยกว่า (แรงดันต่ำ)
• เข้าใจง่าย เทคโนโลยีไม่ซับซ้อน
• ควบคุมได้ดี เหมาะกับหลอดไฟ
• กังวลว่ากระแสสลับ (AC) จะอันตรายเกินไป

 

• นิโคลา เทสลา (Nikola Tesla) – ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

     นิโคลา เทสลา (ค.ศ. 1856–1943) นักประดิษฐ์และนักฟิสิกส์ชาวเซอร์เบีย-อเมริกัน เป็นผู้ค้นพบระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ผลงานสำคัญของเขาได้แก่ การประดิษฐ์มอเตอร์ AC แบบ Induction Motor ในปี 1888 การพัฒนาระบบไฟฟ้า AC แบบ Polyphase และการทำงานร่วมกับจอร์จ เวสติงเฮาส์ (George Westinghouse)

เหตุผลที่เทสลาสนับสนุนกระแสสลับ:

• ส่งไฟทางไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ปรับแรงดันได้ง่ายด้วยหม้อแปลง
• มองว่าเป็นอนาคตของระบบไฟฟ้าโลก
• ประหยัดต้นทุนในระยะยาว

สงครามกระแสไฟฟ้า (The War of Currents)

   สงครามกระแสไฟฟ้า (The War of Currents) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1880 ถึงต้นคริสต์ทศวรรษ 1890 ซึ่งเป็นการแข่งขันระหว่างกลุ่มสนับสนุนไฟฟ้ากระแสตรง (DC) นำโดยบริษัทเอดิสันอิเลกทริกไลท์ และกลุ่มสนับสนุนไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) นำโดยบริษัทเวสติงเฮาส์อิเลกทริก

กลยุทธ์ของฝ่ายเอดิสัน

• โฆษณาว่ากระแสสลับ (AC) อันตราย เรียกว่า “Death Current”
• สาธิตการใช้ AC ฆ่าสัตว์ต่าง ๆ
• พัฒนาเก้าอี้ไฟฟ้าใช้ AC เพื่อสร้างความกลัว
• ใช้การตลาดแบบสร้างความกลัว

กลยุทธ์ของฝ่ายเทสลา-เวสติงเฮาส์

• เน้นประสิทธิภาพและประหยัด
• สาธิตว่า AC ปลอดภัยได้ (เทสลาให้ไฟฟ้า AC ช็อตตัวเองในงานแสดง)
• โชว์การส่งไฟทางไกลได้
• ชนะการประมูลจัดงาน World’s Columbian Exposition ปี 1893

เหตุผลที่ AC ชนะ

• งาน World’s Fair ปี 1893 ใช้ไฟ AC สำเร็จ จุดไฟได้ 200,000 หลอด!
• บริษัทของเวสติงเฮาส์รับงานสร้างระบบจ่ายไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่น้ำตกไนแองการา (Niagara Falls hydroelectric project) โดยใช้ระบบเดียวกันกับในงานนิทรรศการ ซึ่งประสบความสำเร็จด้วยดี
• พิสูจน์ว่า AC ส่งไฟทางไกลได้จริงและประหยัด

    ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) กลายเป็นมาตรฐานโลก ไฟฟ้าในบ้านทุกหลังใช้ AC ระบบส่งจำหน่ายไฟฟ้าทั่วโลกเป็น AC และโรงไฟฟ้าผลิต AC เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ก็ยังมีบทบาทสำคัญ โดยเฉพาะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รถไฟฟ้า โซลาร์เซลล์ และระบบ High Voltage DC (HVDC) สำหรับส่งไฟระยะไกลมาก

 

    เป็นอย่างไรกันบ้าง? หวังว่าหลังอ่านบทความนี้แล้ว น้อง ๆ จะได้รับความรู้เกี่ยวกับ “ไฟฟ้ากระแสตรง(DC) และกระแสสลับ(AC)” กันมากขึ้นนะ 

    สำหรับใครที่กำลังมองหาที่ติวตัวต่อตัว หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand

 

การเคลื่อนที่แนวโค้ง คืออะไร?

     “การเคลื่อนที่แนวโค้ง” (Projectile Motion) หรือการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ คือ การเคลื่อนที่ของวัตถุในอากาศเป็นแนวโค้งภายใต้สนามความโน้มถ่วงของโลก โดยเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุจะมีลักษณะเป็นโค้งพาราโบลาคว่ำ 

    ตัวอย่างของการเคลื่อนที่ในแนวโค้ง เช่น การยิงธนู, การขว้างลูกบอลไปในอากาศ เป็นต้น

ลักษณะของการเคลื่อนที่แนวโค้ง

“การเคลื่อนที่แนวโค้ง” ประกอบไปด้วยการเคลื่อนที่ 2 แนว ดังนี้

1. การเคลื่อนที่แนวระดับ
   วัตถุจะมีความเร่งเป็นศูนย์ ทำให้ความเร็วในแนวระดับจะมีค่าคงที่ตลอดการเคลื่อนที่
2. การเคลื่อนที่แนวดิ่ง
   เป็นการตกแบบอิสระโดยที่ความเร็วต้นเป็นศูนย์ และความเร็วจะเพิ่มขึ้นเมื่อวัตถุใกล้ตกลงถึงพื้นโลก โดยมีความเร่งเท่ากับความเร่งจากแรงโน้มถ่วง

* ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งในแนวระดับและแนวดิ่งมีค่าเท่ากัน เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ถึงจุดสูงสุด ความเร็ว ณ ตำแหน่งนั้นจะมีค่าเป็นศูนย์

สมการที่ใช้ในการคำนวณ

 

     เป็นอย่างไรกันบ้าง หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “การเคลื่อนที่แนวโค้ง” มากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวฟิสิกส์ หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand

 

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

 

สมดุลกล คืออะไร?

    “สมดุลกล” (Mechanical Equilibrium) คือ สภาพที่วัตถุพยายามรักษาสภาพการเคลื่อนที่ให้คงเดิมไว้ได้ เช่น รถที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่, รถที่จอดนิ่ง เป็นต้น

    สมดุลกล แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ

1. สมดุลสถิต (Static Equilibrium) คือ สมดุลของวัตถุขณะอยู่นิ่ง เช่น หนังสือที่วางนิ่งบนโต๊ะ
2. สมดุลจลน์ (Kinetic Equilibrium) คือ สมดุลของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (a=0) เช่น การหมุนของชิงช้าสวรรค์ที่คงที่

โดยหากพิจารณาลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุจะมีเงื่อนไขสมดุล 2 แบบ คือ

1. สมดุลต่อการเคลื่อนที่ คือ วัตถุที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว เช่น การดันลังไปด้านหน้าแล้วลังเคลื่อนที่ไปด้านหน้าในทิศทางเดียวกัน
2. สมดุลต่อการหมุน คือ วัตถุที่มีอัตราการหมุนคงตัวหรือไม่หมุนก็ได้ เช่น การหมุนของชิงช้าสวรรค์ที่คงที่

จุดศูนย์กลางมวลและจุดศูนย์ถ่วง

    จุดศูนย์กลางมวล (Center of Mass, C.M.) คือ จุดเสมือนที่เป็นจุดรวมมวลทั้งหมดของวัตถุ เป็นตำแหน่งที่อยู่ได้ทั้งภายในและภายนอกของวัตถุ เช่น จุดศูนย์กลางมวลของยางรถยนต์

    จุดศูนย์ถ่วง (Center of Gravity, C.G.) คือ จุดที่แรงโน้มถ่วงของโลกกระทำต่อวัตถุ เป็นจุดเสมือนเป็นที่รวมของน้ำหนักของวัตถุ เช่น จุดศูนย์ถ่วงของร่างกาย, จุดศูนย์ถ่วงของเครื่องบิน

   โดยวัตถุที่อยู่บริเวณที่สนามโน้มถ่วงมีค่าสม่ำเสมอ จุดศูนย์กลางมวล และจุดศูนย์ถ่วง จะอยู่ในตำแหน่งเดียวกัน แต่หากเป็นวัตถุที่มีความสูงมาก เช่น หอคอย จุดศูนย์กลางมวล และจุดศูนย์ถ่วงจะไม่อยู่ในตำแหน่งเดียวกัน เนื่องจากจุดศูนย์ถ่วงจะลดลงตามระดับความสูงที่มากขึ้น

    ความรู้เรื่องจุดศูนย์กลางมวล และจุดศูนย์ถ่วงมีความสำคัญอย่างมากต่อการออกแบบยานพาหนะ และโครงสร้างของอาคารให้มีความปลอดภัยและแข็งแรงต่อการใช้งาน

 

โมเมนต์ คืออะไร?

    โมเมนต์ (M) คือ ปริมาณที่แสดงถึงความพยายามในการทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพการหมุน ซึ่งการหมุนจะเกิดขึ้นได้จากการที่มีโมเมนต์หรือแรงบิดมากระทำกับวัตถุ

    โมเมนต์ (M) มีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างขนาดของแรง (F) กับระยะทางจากจุดหมุนไปตั้งฉากกับแนวแรง (L)  หรือ M=FL  โดยเป็นปริมาณเวกเตอร์มีหน่วยเป็นนิวตันเมตร (N.m)

    สามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบตามทิศการหมุน

1. โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา 

เมื่อวัตถุถูกแรงมากระทำแล้วหมุนไปในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา 

2. โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา 

เมื่อวัตถุถูกแรงมากระทำแล้วหมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา

 

   สมดุลกล อาจดูเป็นเรื่องยากแต่ก็เป็นเรื่องที่สามารถพบได้ในชีวิตประจำวันของทุกคนเลย หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “สมดุลกล” กันมากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวฟิสิกส์ หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand

 

แรง คืออะไร?

    “แรง” (Force หรือ F) คือ ปริมาณที่กระทำต่อวัตถุแล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงของวัตถุ หรือทำให้วัตถุเคลื่อนที่ได้ แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีทั้งขนาดและทิศทาง มีหน่วยเป็นนิวตัน (N) โดย 1N=1kg.m/s²

    แรง เกิดได้ทั้งจากการสัมผัส เช่น การลาก, การเตะ หรือเกิดจากสนามของแรง เช่น สนามแม่เหล็ก, สนามโน้มถ่วง เป็นต้น

ชนิดของแรง เช่น

• แรงปฏิกิริยาที่ผิวสัมผัส คือ แรงที่เกิดจากวัตถุที่มีผิวสัมผัสซึ่งกันและกันทำให้เกิดแรงระหว่างผิวสัมผัสขึ้น โดยทิศทางของแรงจะตั้งฉากกับผิวสัมผัส ขนาดของแรงระหว่างผิวสัมผัสจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการสัมผัสว่ามีแรงกระทำมากน้อยเท่าไร 
• แรงเสียดทาน คือ แรงที่ต้านการเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์ของพื้นผิวที่เป็นของแข็ง, ชั้นของเหลว และองค์ประกอบของวัตถุที่ไถลในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งกันและกัน
•  

ผลของแรงเมื่อกระทำต่อวัตถุ เช่น

• เปลี่ยนสภาพของวัตถุจากสภาพนิ่งให้กลายเป็นเคลื่อนที่ได้และมีความเร็ว 
• เปลี่ยนทิศทาง และอัตราเร็วของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ 
• แรงที่กระทำไปในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่  จะทำให้วัตถุมีความเร็วเพิ่มขึ้น ส่วนแรงที่กระทำไปในทิศตรงข้ามกับการเคลื่อนที่  จะทำให้วัตถุมีความเร็วลดลง
•  

มวล คืออะไร?

    “มวล” (Mass หรือ m) คือ คุณสมบัติประจำวัตถุที่พยายามต้านการเปลี่ยนแปลงสถานะเดิมหรือการเคลื่อนที่ของวัตถุ กล่าวคือ 

• หากวัตถุหยุดนิ่งมวลจะพยายามรักษาสภาพการหยุดนิ่งต่อไป 
• หากวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวมวลก็จะพยายามรักษาสถานะภาพความเร็วคงตัวไว้

 โดยเรียกคุณสมบัตินี้ว่าความเฉื่อย (Inertia) มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg)

•  

กฎการเคลื่อนที่ คืออะไร?

    กฎการเคลื่อนที่หรือกฎนิวตัน คือ กฎที่ใช้ในการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุกับแรงที่กระทำต่อวัตถุนั้น และการเคลื่อนที่เนื่องจากแรงเหล่านั้น มีทั้งหมด 3 กฎ ดังนี้

• กฎของความเฉื่อย (The Law of Inertia)

           วัตถุจะรักษาสภาพเดิมของการเคลื่อนที่ หากแรงลัพธ์จากภายนอกมีค่าเท่ากับ “ศูนย์”

           สภาพเดิมของการเคลื่อนที่ คือ ถ้าวัตถุหยุดนิ่งก็จะหยุดนิ่งตลอด และถ้าวัตถุเคลื่อนที่ก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

• กฎของแรง (The Law of Force)

          เมื่อมีแรงลัพธ์ที่มีค่าไม่เท่ากับศูนย์มากระทำต่อวัตถุ  จะทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง (a)  ซึ่งความเร่งนี้จะมีค่ามากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับ ขนาดของแรงลัพธ์   (แปรผันตรง) และมวลของวัตถุ  (m) (แปรผกผัน)

• กฎของแรงปฏิกิริยา (The Law of Reaction Force)

          เมื่อวัตถุถูกแรงที่ไม่เป็นศูนย์มากระทำ วัตถุจะออกแรงตอบโต้ด้วยแรงขนาดที่เท่ากัน ในทิศทางตรงข้ามและเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน (Action = Reaction)

•  

   หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “แรงและกฎการเคลื่อนที่” กันมากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวฟิสิกส์ หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand

 

การเคลื่อนที่แนวตรง คืออะไร?

     “การเคลื่อนที่ในแนวตรง” (Rectilinear Motion) คือ การเคลื่อนที่ของวัตถุตามแนวเส้นตรงอย่างคงที่โดยไม่มีการเปลี่ยนทิศทาง เช่น ผลแอปเปิ้ลที่ร่วงลงสู่พื้นดิน, รถไฟที่วิ่งไปตามราง เป็นต้น 

    การเคลื่อนที่ในแนวตรง แบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่   

1. การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบ
2. การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้ความเร่งโน้มถ่วง

    โดยมีปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในแนวตรง ได้แก่

1. ระยะทาง (Distance)
2. การกระจัด (Displacement)
3. อัตราเร็ว (Speed)
4. ความเร็ว (Velocity)
5. ความเร่ง (Acceleration)

 

การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบ คืออะไร?

การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบ

    การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบ มี 2 แบบ คือ

1. การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบด้วยความเร็วคงตัว

ถ้าวัตถุเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบด้วยความเร็วคงตัว v โดยเคลื่อนที่ไปเป็นระยะกระจัด s เป็นความเร็วปลาย v ในช่วงเวลา t  

จะได้สมการ     s = vt

2. การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบด้วยความเร่งคงตัว

ถ้าวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบด้วยความเร่งคงตัว a ความเร็วของวัตถุเปลี่ยนจากความเร็วต้น  u ในช่วงเวลา t และเคลื่อนที่ไปได้ระยะทาง s

จะได้สมการ 4 รูปแบบ คือ   

    โดยแต่ละสมการจะเป็นความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ 4 ปริมาณ  หากรู้ค่า 3 ปริมาณ จากทั้งหมด 4 ปริมาณ ในแต่ละสมการ ใช้เพียงสมการเดียวก็จะสามารถหาคำตอบได้ทันที   แต่หากรู้ค่าเพียง 2 ปริมาณ จากทั้งหมด 4 ปริมาณ ในแต่ละสมการ จะต้องใช้อย่างน้อย 2 สมการ จึงจะสามารถหาคำตอบได้

 

การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้ความเร่งโน้มถ่วง คืออะไร?

    การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้ความเร่งโน้มถ่วง คือ การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ด้วยความเร่งคงตัว หากไม่คิดแรงต้านอากาศ สมการที่ใช้จึงเหมือนกับการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวราบด้วยความเร่งคงตัว แต่จะมีการเปลี่ยนสัญลักษณ์บางตัวเพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น คือ

• แทน a ความเร่งโน้มถ่วง ด้วย g และ แทน s ระยะกระจัดแนวดิ่ง ด้วย h

จะได้เป็นสมการ 4 รูปแบบ ดังนี้   

 

ขอขอบคุณโจทย์ตัวอย่างจาก คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา

 

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในแนวตรง

     ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในแนวตรง มี 5 ปริมาณ ดังนี้

1. ระยะทาง (Distance)

คือ ระยะที่วัดจากจุดเริ่มต้นไปจนถึงจุดสิ้นสุด โดยวัดตามเส้นทางที่วัตถุเคลื่อนที่จริง

ระยะทาง เป็นปริมาณสเกลาร์มีหน่วยเป็น เมตร (m)

2. การกระจัด (Displacement)

คือ เวกเตอร์ที่บอกตำแหน่งใหม่ของวัตถุ โดยมีทิศชี้จากตำแหน่งเดิมหรือจุดเริ่มต้น ไปยังตำแหน่งใหม่ของการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้น ๆ

การกระจัด เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น เมตร (m)

3. อัตราเร็ว (Speed)

คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที (m/s)

4. ความเร็ว (Velocity)

คือ การกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ไปในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที (m/s)

5. ความเร่ง (Acceleration)

คือ ความเร็วที่เปลี่ยนไปในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที² (m/s²)

 

     เป็นอย่างไรกันบ้าง หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “การเคลื่อนที่ในแนวตรง” กันมากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวฟิสิกส์ หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand

 

เลือกอ่านเนื้อหาที่ต้องการ

• กฎนิวตัน คืออะไร?
• กฎของความเฉื่อย คืออะไร?
• กฎของแรง คืออะไร?
• กฎของแรงปฏิกิริยา

กฎนิวตัน คืออะไร?

    “กฎนิวตัน” คือ กฎที่ค้นพบโดยเซอร์ ไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ จากการที่ เซอร์ ไอแซก นิวตันได้ติดใจในปริศนาที่ว่า “แรงอะไรที่ทำให้ผลแอปเปิลตกสู่พื้นดิน” และ “แรงอะไรที่ตรึงดวงจันทร์ไว้กับโลก” 

    “กฎนิวตัน” ถือเป็นหนึ่งในพื้นฐานที่สำคัญของกลศาสตร์และฟิสิกส์ทั้งหมด ประกอบด้วยกฎทั้งหมด 3 กฎ ได้แก่

1. กฎของความเฉื่อย (The Law of Inertia)
2. กฎของแรง (The Law of Force)
3. กฎของแรงปฏิกิริยา (The Law of Reaction Force)

กฎของความเฉื่อย คืออะไร?

กฎของความเฉื่อย (The Law of Inertia) 

นิยาม

     “วัตถุที่หยุดนิ่งจะพยายามหยุดนิ่งอยู่กับที่ ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำ  ส่วนวัตถุที่เคลื่อนที่ จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำเช่นกัน”

หรือ “วัตถุจะรักษาสภาพเดิมของการเคลื่อนที่ หากแรงลัพธ์จากภายนอกมีค่าเท่ากับ ศูนย์” F=0 นั่นเอง

     สภาพเดิมของการเคลื่อนที่ คือ ถ้าวัตถุหยุดนิ่งก็จะหยุดนิ่งตลอด และถ้าวัตถุเคลื่อนที่ก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

ตัวอย่าง

• วัตถุที่หยุดนิ่ง: หนังสือที่วางไว้บนโต๊ะจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ หากไม่มีแรงไปกระทำต่อหนังสือที่วางไว้
• วัตถุที่เคลื่อนที่: รถไฟที่วิ่งด้วยความเร็ว 200 กิโลเมตร/ชั่วโมง จะยังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเดิม จนกว่าจะมีแรงไปกระทำ เช่น การเร่งความเร็วหรือการเหยียบเบรก เป็นต้น

กฎของแรง คืออะไร?

กฎของแรง (The Law of Force)

นิยาม

     “ความเร่งของวัตถุจะแปรผันตามแรงที่กระทำต่อวัตถุ แต่จะแปรผกผันกับมวลของวัตถุ”

หรือ “เมื่อมีแรงลัพธ์ที่มีค่าไม่เท่ากับศูนย์มากระทำต่อวัตถุ ( F0 ) จะทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง (a)”  ซึ่งความเร่งนี้จะมีค่ามากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับ

1. ขนาดของแรงลัพธ์   F (แปรผันตรง)
2. มวลของวัตถุ  (m) (แปรผกผัน)

ตัวอย่าง

• ถ้าเราผลักวัตถุให้แรงขึ้น  ความเร่งของวัตถุก็จะมากขึ้นตามไปด้วย     
• ถ้าเราออกแรงเท่า ๆ กัน ผลักวัตถุสองชนิดซึ่งมีมวลไม่เท่ากัน  วัตถุที่มีมวลมากจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งน้อยกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย 

กฎของแรงปฏิกิริยา 

กฎของแรงปฏิกิริยา (The Law of Reaction Force)

นิยาม

     “ทุกแรงกิริยาย่อมมีแรงปฏิกิริยาขนาดเท่ากันกระทำในทิศตรงกันข้ามเสมอ”

ตัวอย่าง

• การที่เราใส่รองเท้าโรลเลอร์สเก็ตซึ่งมีล้อเลื่อนแล้วใช้มือดันกำแพง จะทำให้เกิดความเร่งขึ้น แรงที่มือของเราดันกำแพงจะเป็นแรงกิริยา  ซึ่งกำแพงจะดันตัวเราออกจากกำแพง ซึ่งเป็นแรงปฏิกิริยา ส่งผลทำให้ตัวเราเคลื่อนที่ถอยหลังออกจากกำแพง ขนาดของแรงที่เรากระทำต่อกำแพง และกำแพงกระทำต่อเรา มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้ามกัน   

 

   เป็นอย่างไรกันบ้าง หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “กฎนิวตัน” กันมากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวฟิสิกส์ หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand