Google Play badge

กลศาสตร์คลาสสิก


ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกลศาสตร์คลาสสิก

กลศาสตร์คลาสสิกเป็นสาขาวิชา ฟิสิกส์ ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุและแรงที่กระทำต่อวัตถุเหล่านั้น เป็นรากฐานสำหรับฟิสิกส์ด้านอื่นๆ มากมายที่ถูกสร้างขึ้น เช่น อุณหพลศาสตร์ ไฟฟ้า และแม่เหล็ก กลศาสตร์แบบคลาสสิกนั้นสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนหลักๆ ได้แก่ จลนศาสตร์ ซึ่งมุ่งเน้นไปที่คำอธิบายของการเคลื่อนไหวโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของมัน และ พลศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงและสาเหตุที่วัตถุเคลื่อนที่ในขณะนั้น

ทำความเข้าใจกับการเคลื่อนไหว

การเคลื่อนไหวคือการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุตามเวลา การเคลื่อนที่ที่ง่ายที่สุดคือ การเคลื่อนที่เชิงเส้น โดยที่วัตถุเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ปริมาณปฐมภูมิที่ใช้อธิบายการเคลื่อนที่คือ การกระจัด ความเร็ว และ ความเร่ง

ตัวอย่างเช่น ถ้ารถเร่งความเร็วตรงจากหยุดนิ่งเป็น 60 กม./ชม. ใน 5 วินาที ความเร่งสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรความเร่ง สมมติว่ามีความเร่งสม่ำเสมอ:

เราจำเป็นต้องแปลงความเร็วเป็น m/s ก่อนคำนวณ \(60\) กม./ชม. = \(16.67\) ม./วินาที ดังนั้น \(\vec{a} = \frac{16.67 - 0}{5} = 3.33\) m/s \(^2\)

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นหลักการพื้นฐานในพลศาสตร์และเป็นพื้นฐานสำหรับกลศาสตร์คลาสสิก

  1. กฎข้อที่หนึ่ง (กฎความเฉื่อย) : วัตถุจะอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรง เว้นแต่จะถูกกระทำโดยแรงภายนอก
  2. กฎข้อที่สอง : แรงที่กระทำต่อวัตถุเท่ากับมวลของวัตถุนั้นคูณด้วยความเร่ง ( \(\vec{F} = m\vec{a}\) ) กฎข้อนี้แนะนำแนวคิดเรื่อง แรง ที่เป็นสาเหตุของการเร่งความเร็ว
  3. กฎข้อที่สาม : สำหรับทุกการกระทำ จะมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้าม

ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณดันรถเข็นช้อปปิ้งแรงๆ รถเข็นก็จะเร่งความเร็วขึ้น แรงที่คุณใช้กับรถเข็นและความเร่งของรถเข็นนั้นสัมพันธ์กันตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ยิ่งรถเข็นมีน้ำหนักมากเท่าไร คุณก็ยิ่งต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อให้ได้อัตราเร่งเท่าเดิม

กฎหมายการอนุรักษ์ในกลศาสตร์

กฎหมายการอนุรักษ์มีบทบาทสำคัญในการทำความเข้าใจพฤติกรรมของระบบทางกายภาพ

หลักการเหล่านี้จำเป็นต่อการแก้ปัญหาในกลศาสตร์คลาสสิก เช่น การชนกันระหว่างวัตถุหรือการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

การประยุกต์กลศาสตร์คลาสสิก

กลศาสตร์คลาสสิกมีการใช้งานที่หลากหลายในหลายสาขา ตัวอย่างบางส่วนได้แก่:

ด้วยกลศาสตร์แบบคลาสสิก เราสามารถเข้าใจได้ว่าวัตถุเคลื่อนที่และมีปฏิกิริยากับแรงในชีวิตประจำวันของเราอย่างไร และในปัญหาทางวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน

Download Primer to continue