-
ในวิดีโอนี้ เราจะมาคุยกันในเรื่องของกฏข้อที่ 1 ของนิวตัน
-
และหลักการการเคลื่อนที่ของของนิวตันเป็นภาษาไทย
-
ซึ่งในกฏข้อแรกนี้กล่าวว่า วัตถุทุกวัตถุจะอยู่ในสถานะของกำลังที่เหลือ คืออยู่นิ่งๆ
-
โดยสภาวะนั้นมีการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ เว้นแต่
-
จะถูกแรงมาบังคับกระทำให้เปลี่ยน
-
ซึ่งเราจะกล่าวใหม่ได้ว่า วัตถุทุกวัตถุจะยังคงมีอยู่และเป็นเช่นนั้น
-
คือ จะอยู่กับที่หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่คงที่
-
นอกจากว่าจะถูกแรงกระทำให้เปลี่ยนสถานะ และทำตามผลกระทบนั้นๆ
-
โดยเฉพาะ แรงที่ไม่สมดุล และจะได้อธิบายต่อไป
-
ดังนั้นถ้าเรามีวัตถุที่อยู่นิ่งๆ
-
อย่างเช่นสมมติว่าผม มีหินอยู่ก่อนหนึ่ง
-
ซึ่งหินก้อนนี้วางอยู่ที่สนามหญ้า
-
ผมทำการสังเกตหินได้ว่า มันไม่เคลื่อนที่ สมมติว่าไม่มีอะไรไปกระทำที่หิน
-
ถ้าที่สนามหญ้าไม่มีแรงมากระทำที่หิน หินจะยังคงอยู่กับที่
-
ดังนั้นส่วนแรกที่เราจะสังเกตุคือ วัตถุุที่อยู่กับที่นิ่งๆ
-
ซึ่ง ผม จะไม่ทำในส่วนถัดไป เว้นแต่มีแรงมากระทำ
-
ชัดเจนว่าหินจะยังคงอยู่กับที่ ถ้ามันไม่มีแรงมากระทำ
-
ถ้าไม่มีใครพยายามดันหิน หรือ กลิ้งมัน หรือ ให้แรงกับมัน
-
ซึ่งนั้นจะเป็นส่วนถัดไป และยากขึ้นมาอีกนิดในกาารพิจารณา
-
วัตถุทุกวัตถุที่อยู่กับที่ หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
-
ยกเว้นมีแรงมากระทำให้มันเปลี่ยนสภาวะที่เป็นอยู่
-
แล้ว นั่นเราจะเรียกว่า "กฏข้อที่หนึ่งของนิวตัน"
-
และนี้คือ นิวตัน
-
และถ้านี้เป็นกฏข้อที่หนึ่งของนิวตัน แล้วรูปชายคนนี้คือใครกันล่ะ
-
จริงแล้วนี้เป็นเหตุผลที่ว่ากฏข้อที่หนึ่งของนิวตันเป็นจริง เพราะได้นำกฏของความเฉื่อยของชายผู้นี้มาปรับทีหลัง
-
และชายคนนี้ ก็คือ กาลิเลโอ กาลิเลอี
-
และเขาเป็นบุคคลแรกที่แสดงกฏของความเฉื่อย
-
ซึ่งนิวตันได้นำมาเรียบเรียงขึ้นใหม่เพียงเล็กน้อย และรวมเป็นกฏของเขาเอง
-
แต่เขามีสิ่งอื่นๆ อีกมากมาย
-
ดังนั้นเราควรยกย่องกาลิเลโอสำหรับกฏข้อแรกของนิวตัน
-
ซึ่งนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีรูปกาลิเลโอที่ใหญ่กว่านิวตัน
-
แต่ถ้าเราพิจารณาให้ดีๆ
-
เราจะเข้าใจว่าทำไมของที่อยู่กับที่จะยังอยู่กับที่ ตราบจนมันมีแรงมากระทำ
-
ในบางความหมายเราเห็นว่า "ถ้ามีแรงที่ไม่สมดุลมากระทำ"
-
และเหตุผลของ "ไม่สมดุล" เป็นเพราะว่า มีแรง 2 แรงที่ไม่เท่ากันมากระทำ
-
และมันจะไม่สมดุลต่อไป
-
ตัวอย่างเช่น ผมดันหินทางด้านนี้ จะมีแรงส่วนนึงมากระทำที่หิน
-
และถ้าคุณดันอีกด้านของหิน เช่นกันก็จะมีแรงส่วนนึงมากระทำที่หิน
-
ทางเดียวที่มันจะเคลื่อนคือ แรงด้านใดด้านหนึ่งต้องมากกว่าแรงอีกด้าน
-
ซึ่งถ้าวัตถุมีแรงที่ไม่เท่ากันมากระทำ
-
อย่างเช่นมีวัตถุซัก 1 ตัน คุณก็อาจจะดันแล้วไม่เคลื่อนที่ก็ได้
-
แต่ถ้าคุณเปลี่ยนไปดันบนพื้นนำแข็ง อาจจะง่ายกว่า
-
แต่ถ้าคุณเปลี่ยนไปดันบนพื้นนำแข็ง อาจจะง่ายกว่า
-
ซึ่งตรงนี้มีนำแข็งอยู่ และวางลงไปบนพื้น
-
แล้วเราจะลองมาพิจารณากันอีกครั้งว่า ถ้าไม่มีแรงมากระทำที่น้ำแข็ง ก้อนน้ำแข็งจะไม่เลื่อน
-
แต่เกิดอะไรขึ้นถ้าผมดันด้วยแรงค่าหนึ่งทางด้านนี้
-
และคุณก็ดันอีกทางด้านหนึ่งด้วยแรงที่เท่ากัน
-
น้ำแข็งจะยังคงอยู่กับที่ ไม่เลื่อน
-
ดังนั้นตรงนี้ เราจะเรียกว่า "แรงสมดุล"
-
"แรงสมดุล"
-
แต่ถ้าแรงที่มากระทำไม่เป็นแรงสมดุล
-
ด้วยการเปลี่ยนแรงทางด้านนี้ไปนิดหน่อยโดยมากกว่าแรงอีกด้าน
-
คุณจะเห็นว่านำแข็งเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในทิศทางนี้
-
ซึ่งนี้ชัดเจนอยู่แล้ว ที่จะอธิบายสภาวะของวัตถุที่อยู่กับที่ ตราบจนมีแรงมากระทำ
-
ด้วยแรงที่ไม่สมดุล
-
ความคิดที่ว่าวัตถุมีการเคลื่อนที่ไปอย่างสม่ำเสมอ อาจยังไม่ชัดเจน
-
ซึ่งเราจะกล่าวได้อีกทางหนึ่งว่า วัตถุนั้นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
-
ค่าความเร็วที่คงที่
-
ซึ่งนิวตันกล่าวว่า วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่จะเป็นยังคงเคลื่อนที่อย่างนั้นต่อไป
-
ตราบจนมันมีแรงมากระทำ
-
และนี้จะดูง่ายกว่า เพราะว่าทุกสิ่งทุกอย่างเป็นประสบการณ์ของมนุษย์เอง
-
สมมติว่าถ้า เราดันก้อนน้ำแข็ง ท้ายที่สุดมันอาจจะหยุด
-
มันจะไม่เคลื่อนที่ต่อไป สมมติว่านี้เป็นพื้นน้ำแข็งที่ไกลมากๆ
-
ก้อนน้ำแข็งนี้สุดท้ายมันจะหยุดลง หรือถ้าเราลองขว้างลูกเทนนิส ลูกเทนนิสก็จะหยุดลงเช่นกัน
-
มันจะหยุดชะงัก หรือหมุนกลิ้ง หรือจะอะไรก็ตาม
-
เราจะไม่เห็น อย่างน้อยในประสบการณ์มนุษย์ ซึ่งมันอาจจะดูราวว่าหยุดก็ได้
-
ดังนั้นเราจะกล่าวง่ายๆว่า การเคลื่อนที่มันจะยังคงเคลื่อนที่อยู่อย่างนั้น
-
ด้วยสัญชาตญาณของมนุษย์แล้ว ถ้าคุณต้องการให้วัตถุมันยังคงเคลื่อนที่อยู่
-
คุณต้องให้แรงไปเรื่อยๆ พลังงานไปเรื่อยๆ เพื่อที่จะให้มันยังคงเคลื่อนที่ได้
-
รถของคุณจะไปไม่ได้ ถ้าหากเครื่องยนต์ไม่ได้เผาพลาญเชื้อเพลิง หรือน้ำมันเข้าไปเป็นพลังงาน
-
ซึ่งอะไรล่ะที่เราจะคุยกันต่อ
-
ในตัวอย่างที่กล่าวมานั้น ผมคิดว่าเป็นสิ่งที่เข้าใจได้ง่าย
-
ซึ่งเป็นสิ่งทีอยู่กับคุณตลอดเวลา
-
ลูกบอลอาจจะยังคงเคลื่อนที่ตลอด ก้อนน้ำแข็งอาจจะยังไม่หยุด
-
ยกเว้นว่ามีแรงที่ไม่สมดุลมากระทำ เพื่อให้มันหยุด
-
ในกรณีของก้อนน้ำแข็ง ถึงแม้ว่าก้อนน้ำแข็งมีแรงเสียดทานไม่มาก
-
แต่มันก็มีผลระหว่างผิวสัมผัสทั้งสอง
-
และในสถานการณ์นั้นที่มีแรงมากระทำ
-
โดยมีทิศทางต่อต้านการเคลื่อนที่ของก้อนน้ำแข็ง
-
และการต้านทานนั้นแท้จริงมาจากสิ่งที่อยู่ในระดับที่เล็กมาก คือในระดับอะตอม
-
ซึ่งถ้าคุณศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นในโครงสร้างโมเลกุลของน้ำที่เรียกว่า โครงสร้างแลตติส ในก้อนน้ำแข็ง
-
และนี้เป็นโมลเกุลของน้ำที่มีโครงสร้างแบบแลตติส ของทุ่งน้ำแข็งที่เราจะไปลองศึกษา
-
มันดูคล้ายกับการชนและบดลงไปในแต่ละส่วนของผิวสัมผัสนั้น
-
ถึงว่าทั้งคู่จะมีผิวเรียบก็ตามที
-
การบดการชนของโมเลกุลที่เกิดขึ้น ก็ทำให้เกิดความร้อนเล็กน้อยขึ้นได้
-
และจะยังคงมีไปตลอดระหว่างที่เคลื่อนที่ไป
-
และนี้ก็เป็นเหตุผลที่ว่าทำไม หากมีแรงเสียดทานมากระทำวัตถุจึงกำลังหยุด
-
และไม่เพียงแต่แรงเสียดทานเท่านั้น ยังมีความต้านทาน
-
ของก้อนน้ำแข็งที่โมเลกุลมันไปชนกับโมเลกุลของอากาศ
-
ซึ่งเราไม่ได้คิดไว่แต่แรก แต่มันได้ถูกนิยามไว้ว่าจะเกิดขึ้นตลอดการเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้นตลอด
-
เช่นเดียวกันกับลูกบอลที่ลอยอยู่ในอากาศ
-
ชัดเจนว่ามันจะต้องตกลงพื้น ดังนั้นแน่นอนว่ามีแรงมากระทำมัน
-
แต่เหตุการณ์ที่ตกสู่พื้นนั้น ลูกบอลไม่ได้กลิ้งไปตลอด เพราะผลจากการเสียดทาน
-
คุณรู้ไหมว่าสนามหญ้าตรงนี้หยุดลูกบอลได้
-
และในขณะที่มันลอยในอากาศ มันจะล่วงลงพื้นอย่างช้าๆ และมันไม่ได้ตกลงพื้นด้วยความเร็วที่คงที่
-
เพราะว่า การต้านทานจากอากาศเป็นส่วนประกอบ
-
และทำให้มันช้าลงได้
-
ดังนั้นสิ่งที่เป็นจริงเกี่ยวกับคนที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้เป็นสิ่งที่พวกเขาอาจจินตนาการถึงความเป็นจริงอยู่แล้วก็ได้
-
ซึ่งที่ใดไม่มีแรงโน้มถ่วง ที่นั่นย่อมไม่มีแรงต้านในอากาศในการทำให้วัตถุล่วงช้าลง
-
และพวกเขาจินตนการว่าสิ่งที่เป็นจริงอาจจะยังคงเป็นสิ่งที่ต้านการเคลื่อนที่ของมันเอง
-
และนี้เป็นเหตุผลที่ว่าทำไม แนวคิดกาลิเลโอมีความตรงไปตรงมา
-
ซึ่ง คือการที่เขาได้ศึกษาวงโคจรของดาวเคราะห์
-
และบางทฤษฎีนั้นที่ว่าอาจไม่มีอากาศ
-
และอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมดาวเคราะห์ถึงหมุนไปรอบๆและโคจรในวงโครจรอย่างนั้น
-
และผมควรจะบอกว่า ความเร็วของดาวเคราะห์นั้นเปลี่ยน เพราะมีการเปลี่ยนทิศทางของมันเอง
-
ความเร็วของมันไม่เคยลดลง เพราะที่นั้นไม่มีที่ว่างที่จะให้เกิดความเร็วที่ต่ำลงได้ในหมุ่ดาวเหล่านั้น
-
อีกอย่างหนึ่ง ผมหวังว่าคุณจะพบสิ่งที่น่าสนใจอย่างที่ผมเจอ
-
เพราะว่าบางระดับมันอาจชัดเจน แต่ไม่ได้ชัดทุกระดับทั้งหมด
-
โดยเฉพาะ "การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงอย่างสม่ำเสมอ"
-
และเพื่อความเข้าใจที่ดี สมมติว่าถ้าแรงโน้มถ่วงไม่ได้ปรากฏ และเราไม่มีอากาศ
-
และคุณขว้างลูกบอลออกไป ลูกบอลอาจจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงออกไป
-
ถ้าไม่มีแรงไม่สมดุลมากระทำ หรือบังคับมันให้หยุด
-
อีกนัยหนึ่งมันเป็นตัวอย่างที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน
-
คือ ถ้าผมอยู่ในเครื่องบิน แล้วมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
-
และไม่มีอะไรเกิดกับเครื่องบิน
-
แล้วถ้าผมนั่งบนเครื่องบินด้านขวาตรงนี้ และมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
-
ไปอย่างราบรื่น ไม่สะดุด ไม่มีการกระตุกของเครื่องบิน
-
มันไม่มีทางที่ผมจะบอกได้ว่ามีการเคลื่อนที่เกิดขึ้นกับเครื่องบิน ถ้าไม่มองออกไปนอกหน้าต่าง
-
ลองสมมติว่าไม่มีหน้าต่างบนเครื่องบิน และมันยังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงทีอยู่
-
และไม่มีความวุ่นวายใดๆเกิดบนเครื่อง และบอกได้ว่าไม่ได้ยินเสียงอะไรเลย
-
ซึ่งผมไม่ได้ยินแม้แต่เสียงเครื่อง
-
ไม่มีทางที่ผมจะบอกได้ว่าเครื่องบินเคลื่อนที่อยู่
-
เพราะว่าสิ่งที่ผมอ้างอิงจะมีลักษณะที่เหมือนกันอย่างสมบูรณ์ นั้นคือเสียงเครื่องที่ไม่ได้ยิน และ ไม่มีหน้าต่างให้มองออกไปได้
-
เพราะถ้าผมอยู่ในระนาบเดียวกันเช่นบนพื้นโลก
-
และนี้เป็นวิธีคิดที่ง่ายกว่าในสภาวะเดียวกัน
-
การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่หรืออยู่นิ่งๆ
-
คุณไม่สามารถบอกได้ว่าคุณอยู่กับที่หรืออยู่ในที่อื่นๆได้
