กลับสู่หน้าแรกฟิสิกส์ราชมงคล

กฎแรงดึงดูดระหว่างมวล
เราจะพิจารณาถึงแรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นแรงดึงดูดระหว่างมวลของวัตถุ 2 ก้อน ในขั้นแรกเราจะกล่าวถึงกฎของเคปเลอร์ก่อน

กฎของเคปเลอร์

 
8196



ในศตวรรษที่ 17 Johannes Kepler ได้สังเกตปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ และค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ 3 ข้อ

 


กฎข้อที่ 1

ดาวเคราะห์โคจรรอบด้วงอาทิตย์เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่ตำแหน่งหนึ่งของจุดโฟกัสของวงรี



 

8197



 

กฎข้อนี้อธิบายว่าดาวเคราะห์โคจรในระนาบเดียวกันกับดวงอาทิตย์



 


กฎข้อที่ 2

เวกเตอร์รัศมีจากดวงอาทิตย์ไปยังดาวเคราะห์นั้น ภายในช่วงเวลาที่เท่ากันจะกวาดพื้นที่ไปได้เท่ากัน



 

8198

8200



 


กฎข้อที่ 3

อัตราส่วนระหว่างครึ่งแกนเอก (semi-major axis) ยกกำลังสาม กับคาบการโคจรของดาวเคราะห์ยกกำลังสอง ของทุกๆดาวเคราะห์มีค่าเท่ากัน



 

8199

8201



กฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน

จากการศึกษากฎของเคปเลอร์ นิวตันเสนอทฤษฎีแรงดึงดูดระหว่างมวล หรือที่เรียกว่า กฎความโน้มถ่วงสากล (Newton’s law of universal gravitation)

 

8202



ให้ m_1 และ m_2 เป็นมวลสองก้อนอยู่ห่างกันเป็นระยะทาง ขนาดของแรงดึงดูดระหว่างมวลที่กระทำต่อมวลทั้งสองก้อนคือ

 

\displaystyle{F = G\frac{m_1m_2}{r^2}}



โดยค่าคงที่โน้มถ่วง (gravitational constant) G = 6.6730 \times 10^{-11}\; \frac{m^3}{Kgs^2}

Sir Henry Cavendish ได้ทำการทดลองวัดค่า G ไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2341 โดยใช้ดุลการบิด (torsion balance)

 

8204



รายละเอียดการทดลองนิสิตสามารถหาอ่านได้จากหนังสือฟิสิกส์ชั้นปีที่ 1 หรือที่
- http://www.fas.harvard.edu/~scdiroff/lds/NewtonianMechanics/CavendishExperiment/CavendishExperiment.html
- http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Cavendish

 

8203 Sir Henry Cavendish
นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษ (ค.ศ. 1731-1810)
มีผลงานการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ
เช่น เป็นคนแรกๆที่ค้นพบธาตุไฮโดรเจน เป็นคนแรกๆที่ค้นพบองค์ประกอบของน้ำ เป็นคนแรกๆที่นิยามปริมาณศักย์ไฟฟ้า ฯลฯ … ที่สำคัญคือ Cavandish’s experiment

http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Cavendish



สิ่งหนึ่งที่นิสิตควรจะทราบก็คือ ในบรรดาแรงธรรมชาติทั้ง 4 แรง แรงโน้มถ่วง เป็นแรงที่มีความเข้มน้อยที่สุด และถึงแม้ว่าเราจะรู้จักแรงโน้มถ่วงมาตั้งแต่สมัยของนิวตัน แต่แรงโน้มถ่วงก็ยังเป็นแรงที่นักฟิสิกส์มีความเข้าใจเกี่ยวกับมันน้อยที่สุดทั้งทางด้านทฤษฎี และ ทางด้านการทดลอง

ถึงแม้ว่านักดาราศาสตร์จะสามารถคำนวณการเคลื่อนที่ของดวงดาวได้อย่างแม่นยำโดยอาศัยกฏแรงโน้มถ่วงของนิวตัน แต่ธรรมชาติของแรงชนิดนี้ในระบบอื่นๆยังอยากแก่การที่จะทดลอง ปัจจุบันนักฟิสิกส์สามารถทดลองหาความถูกต้องของกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันได้ถึงระดับหนึ่งในสิบของมิลลิเมตรเท่านั้น

 

Extra-dimension
นักฟิสิกส์บางคนเชื่อว่าในระดับสเกลเล็กๆ แรงโน้มถ่วงอาจจะไม่ได้ประพฤติตนตามกฎกำลังสองผกผันของนิวตัน โดยเฉพาะมีหลายทฤษฎีที่เชื่อว่าธรรมชาติมีมากกว่าหลายมิติ ซึ่งในกรณีนี้แรงโน้มถ่วงจะอยู่ในรูป

 
\displaystyle{F \propto \frac{1}{r^{2+n}}}


เมื่อ n คือจำนวนมิติพิเศษ หรือ Extra-dimension



ในอีกด้านหนึ่งเมื่อพิจารณาระบบใหญ่ๆ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ สามารถอธิยายแรงโน้มถ่วงได้ดีกว่ากฏแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน แต่ถึงกระนั้นเมื่อพิจารณาถึงการวิวัฒนาการของเอกภพและฟิสิกส์ในระดับพลังงานสูง ทฤษฎีสัมพัทธภาพก็ยังไม่สามารถอธิบายได้ดีนัก แรงโน้มถ่วงจึงยังคงเป็นสิ่งที่นักฟิสิกส์ต้องพยายามศึกษากันต่อไป
 

 


หน้าที่

  1. Dynamics
  2. กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
  3. กฎแรงดึงดูดระหว่างมวล
  4. สนามโน้มถ่วง (Gravitational field)
  5. น้ำขึ้น-น้ำลง Tidal force และ Earth tide

ของ  ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ

   กลับหน้าแรก   

 

ศัพท์วิทยาศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตสถาน

A  B  D  F  G  H  I  J  K  L  M  N  O  Q  R  S  T  U  V  W  X  Y 

                        ถ          

                            อ   

นักวิทยาศาสตร    หน่วย      ศัพท์แผ่นดินไหวตัวอักษรจาก A-M   จาก N-Z

 

A B C D E F G H I J K L M N

O P Q R S T U V W X Y Z

คำศัพท์คณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ

หมวด : | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

  บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์

พจนานุกรมเสียง 1   แมว    วัว 1    วัว 2    วัว 3   

เหมียว   แกะ     พจนานุกรมภาพการ์ตูน

พจนานุกรมภาพเคลื่อนไหว   ดนตรี  Bullets แบบ JEWEL 

พจนานุกรมภาพต่างๆ  ภาพเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างๆ  โลกและอวกาศ

อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์

 

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ฟิสิกส์ 1 หนังสือฟิสิกส์ 1 ภาคกลศาสตร์ หนังสือฟิสิกส์ 1  ภาค ของไหล ความร้อนและคลื่น

 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์   

 

กลับเข้าหน้าแรกบทความพิเศษ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

บทความพิเศษ