หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 29 – เปลไกวของนิวตัน

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


เปลไกวของนิวตัน

เมื่ออากาศภายในลูกโป่งถูกปลดปล่อย (Release) เพราะเราคลายนิ้วมือที่ปลายหลอด อากาศจะเคลื่อนย้ายไปตามหลอดกาแฟ แต่แท้จริงแล้ว อากาศถูกผลักดันโดยพลังการหดตัว (Deflation) ของลูกโป่ง กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ ลูกโป่งผลักดันให้อากาศออก เรียกว่า “แรงกิริยา” (Action force) ส่วน “แรงปฏิกิริยา” (Reaction force) คือ พลังที่อากาศตอบโต้กลับยังลูกโป่ง ทำให้ลูกโป่งเคลื่อนไหว คู่พลังนี้คือ กฎข้อที่ 3 ของนิวตัน หากปราศจากแสดงออกแรงปฏิกิริยาแล้ว ลูกโป่งก็ไม่มีวันเคลื่อนไหว

และนี่คือวิธีการที่กระสวยอวกาศ (Space shuttle) สามารถทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้า เครื่องยนต์ที่ติดอยู่กับกระสวยอวกาศผลักดันให้แก๊สไอเสีย (Exhaust gas) ออกทางส่วนล่าง (Downward) [แรงกิริยา] ในทางตอบโต้ (Response) แก๊สไอเสียผลักดันกลับขึ้นส่วนบน (Upward) ยังกระสวยอวกาศ ที่ติดตั้งเครื่องยนต์ [แรงปฏิกิริยา]

แรงกิริยามีผลกระทบต่อแก๊สไอเสีย เมื่อแก๊สไอเสียถูกขับไล่ (Expelled) ลงส่วนล่าง และแรงปฏิกิริยามีผลกระทบต่อกระสวยอวกาศ เมื่อกระสวยอวกาศถูกขับเคลื่อน (Propelled) ให้ทะยานขึ้น

เปลไกวของนิวตัน (Newton’s cradle) เป็นกลุ่มลูกบอล (มักจะมี 5 ถึง 7 ลูก) ซึ่งแขวนต่อเนื่องกัน จากระดับความสูงเดียวกัน เมื่อเราลองดึงลูกหนึ่งที่อยู่ปลายซ้ายสุด ออกไปด้านข้าง แล้วปล่อย (Release) มือ มันจะกระทบลูกบอลที่อยู่ข้างเคียง (Adjacent) แล้วส่งผ่าน (Transfer) แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาไปยังลูกบอลต่อๆ กันไปจนถึงลูกบอลที่อยู่ปลายขวาสุด ซึ่งจะถูกผลักออกไปอีกด้านข้างหนึ่ง จากนั้นก็จะเกิดปรากฎการณ์ซ้ำ แต่ในทิศทางตรงกันข้าม

นี่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งในชีวิตประจำวัน ซึ่งเราจะพบการทำงานของกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน ในทำนองเดียวกัน เมื่อเราพยายามจะลุกขึ้นยืนจากที่นั่งอยู่บนเก้าอี้ เราคงตระหนักถึงกฎคู่พลังระหว่างแรงกิริยากับแรงปฏิกิริยา อันที่จริง เมื่อเรากำลังจะยืนขึ้น เราใช้พลังที่เท้ากดลงบนพื้น ซึ่งเป็นแรงกิริยา ส่วนแรงปฏิกิริยาคือ พลังที่พื้นผลักกลับยังเท้าซึ่งช่วยให้เรายืนขึ้นได้

ลองจินตนาการว่า หากพลังที่เท้าของเรากดลงบนพื้นซึ่งไม่มีพลังผลักกลับยังเท้า เราจะอยู่ในสภาพที่เสมือนเท้าติดอยู่ในโคลนตมชั้นหนา (Thick layer of mud) เราคงไม่สามารถยืนขึ้นได้ หรือหากพลังผลักกลับจากพื้นอันตรธานหายไป (Vanish) เราก็คงนั่งติดอยู่บนเก้าอี้ตลอดไป

ผู้คนส่วนใหญ่ไม่ทราบถึงผลกระทบของฟิสิกส์ที่มีต่อการดำรงชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น การเขียนบทความที่ผ่านมา ไม่อาจเป็นไปได้หากปราศจากเครื่องคอมพิวเตอร์ และความคิดอ่านที่ได้มาจากอินเทอร์เน็ต ซึ่งประดิษฐกรรมทั้งสองกำเนิดขึ้นได้บนพื้นฐานของฟิสิกส์

เราจะได้เห็นจากบทความในอนาคต เมื่อเราลงลึกในเนื้อหาวิชาฟิสิกส์ เพื่อให้เกิดความเข้าใจว่าฟิสิกส์มีความมหัศจรรย์ (Amazing) อย่างไร? โดยเฉพาะชีวิตของเราคงจะยากลำบากขึ้น และมีความสะดวกสบายน้อยลง หากปราศจากผลิตผลหลากหลายของฟิสิกส์เท่าที่ได้รับอยู่ทุกวันนี้

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Importance of Physics: Fundamental Science in Everyday Lives - https://blog.udemy.com/importance-of-physics/ [2017, January 5].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน