WEBVTT

00:00:01.045 --> 00:00:06.107
ในวิดีโอนี้ เราจะมาคุยกันในเรื่องของกฏข้อที่ 1 ของนิวตัน

00:00:06.107 --> 00:00:11.133
และหลักการการเคลื่อนที่ของของนิวตันเป็นภาษาไทย

00:00:11.133 --> 00:00:16.200
ซึ่งในกฏข้อแรกนี้กล่าวว่า วัตถุทุกวัตถุจะอยู่ในสถานะของกำลังที่เหลือ คืออยู่นิ่งๆ

00:00:16.200 --> 00:00:22.800
โดยสภาวะนั้นมีการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ เว้นแต่

00:00:22.800 --> 00:00:28.267
จะถูกแรงมาบังคับกระทำให้เปลี่ยน

00:00:28.267 --> 00:00:33.133
ซึ่งเราจะกล่าวใหม่ได้ว่า วัตถุทุกวัตถุจะยังคงมีอยู่และเป็นเช่นนั้น

00:00:33.133 --> 00:00:38.933
คือ จะอยู่กับที่หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่คงที่

00:00:38.933 --> 00:00:43.871
นอกจากว่าจะถูกแรงกระทำให้เปลี่ยนสถานะ และทำตามผลกระทบนั้นๆ

00:00:43.871 --> 00:00:46.933
โดยเฉพาะ แรงที่ไม่สมดุล และจะได้อธิบายต่อไป

00:00:46.933 --> 00:00:50.867
ดังนั้นถ้าเรามีวัตถุที่อยู่นิ่งๆ

00:00:50.867 --> 00:00:58.400
อย่างเช่นสมมติว่าผม มีหินอยู่ก่อนหนึ่ง

00:00:58.400 --> 00:01:07.975
ซึ่งหินก้อนนี้วางอยู่ที่สนามหญ้า

00:01:07.975 --> 00:01:13.800
ผมทำการสังเกตหินได้ว่า มันไม่เคลื่อนที่ สมมติว่าไม่มีอะไรไปกระทำที่หิน

00:01:13.800 --> 00:01:17.667
ถ้าที่สนามหญ้าไม่มีแรงมากระทำที่หิน หินจะยังคงอยู่กับที่

00:01:17.667 --> 00:01:23.800
ดังนั้นส่วนแรกที่เราจะสังเกตุคือ วัตถุุที่อยู่กับที่นิ่งๆ

00:01:23.800 --> 00:01:28.667
ซึ่ง ผม จะไม่ทำในส่วนถัดไป เว้นแต่มีแรงมากระทำ

00:01:28.667 --> 00:01:33.400
ชัดเจนว่าหินจะยังคงอยู่กับที่ ถ้ามันไม่มีแรงมากระทำ

00:01:33.400 --> 00:01:37.267
ถ้าไม่มีใครพยายามดันหิน หรือ กลิ้งมัน หรือ ให้แรงกับมัน

00:01:37.267 --> 00:01:41.800
ซึ่งนั้นจะเป็นส่วนถัดไป และยากขึ้นมาอีกนิดในกาารพิจารณา

00:01:41.800 --> 00:01:48.600
วัตถุทุกวัตถุที่อยู่กับที่ หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

00:01:48.600 --> 00:01:52.667
ยกเว้นมีแรงมากระทำให้มันเปลี่ยนสภาวะที่เป็นอยู่

00:01:52.667 --> 00:01:57.200
แล้ว นั่นเราจะเรียกว่า "กฏข้อที่หนึ่งของนิวตัน"

00:01:57.200 --> 00:02:01.467
และนี้คือ นิวตัน

00:02:01.467 --> 00:02:05.133
และถ้านี้เป็นกฏข้อที่หนึ่งของนิวตัน แล้วรูปชายคนนี้คือใครกันล่ะ

00:02:05.133 --> 00:02:10.933
จริงแล้วนี้เป็นเหตุผลที่ว่ากฏข้อที่หนึ่งของนิวตันเป็นจริง เพราะได้นำกฏของความเฉื่อยของชายผู้นี้มาปรับทีหลัง

00:02:10.933 --> 00:02:19.241
และชายคนนี้ ก็คือ กาลิเลโอ กาลิเลอี

00:02:19.241 --> 00:02:23.333
และเขาเป็นบุคคลแรกที่แสดงกฏของความเฉื่อย

00:02:23.333 --> 00:02:27.175
ซึ่งนิวตันได้นำมาเรียบเรียงขึ้นใหม่เพียงเล็กน้อย และรวมเป็นกฏของเขาเอง

00:02:27.175 --> 00:02:29.098
แต่เขามีสิ่งอื่นๆ อีกมากมาย

00:02:29.098 --> 00:02:32.667
ดังนั้นเราควรยกย่องกาลิเลโอสำหรับกฏข้อแรกของนิวตัน

00:02:32.667 --> 00:02:34.933
ซึ่งนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีรูปกาลิเลโอที่ใหญ่กว่านิวตัน

00:02:34.933 --> 00:02:36.733
แต่ถ้าเราพิจารณาให้ดีๆ

00:02:36.733 --> 00:02:41.467
เราจะเข้าใจว่าทำไมของที่อยู่กับที่จะยังอยู่กับที่ ตราบจนมันมีแรงมากระทำ

00:02:41.467 --> 00:02:44.267
ในบางความหมายเราเห็นว่า "ถ้ามีแรงที่ไม่สมดุลมากระทำ"

00:02:44.267 --> 00:02:49.400
และเหตุผลของ "ไม่สมดุล" เป็นเพราะว่า มีแรง 2 แรงที่ไม่เท่ากันมากระทำ

00:02:49.400 --> 00:02:51.333
และมันจะไม่สมดุลต่อไป

00:02:51.333 --> 00:02:55.333
ตัวอย่างเช่น ผมดันหินทางด้านนี้ จะมีแรงส่วนนึงมากระทำที่หิน

00:02:55.333 --> 00:03:00.667
และถ้าคุณดันอีกด้านของหิน เช่นกันก็จะมีแรงส่วนนึงมากระทำที่หิน

00:03:00.667 --> 00:03:05.867
ทางเดียวที่มันจะเคลื่อนคือ แรงด้านใดด้านหนึ่งต้องมากกว่าแรงอีกด้าน

00:03:05.867 --> 00:03:07.867
ซึ่งถ้าวัตถุมีแรงที่ไม่เท่ากันมากระทำ

00:03:07.867 --> 00:03:11.000
อย่างเช่นมีวัตถุซัก 1 ตัน คุณก็อาจจะดันแล้วไม่เคลื่อนที่ก็ได้

00:03:11.000 --> 00:03:13.133
แต่ถ้าคุณเปลี่ยนไปดันบนพื้นนำแข็ง อาจจะง่ายกว่า

00:03:13.133 --> 00:03:14.533
แต่ถ้าคุณเปลี่ยนไปดันบนพื้นนำแข็ง อาจจะง่ายกว่า

00:03:14.533 --> 00:03:19.533
ซึ่งตรงนี้มีนำแข็งอยู่ และวางลงไปบนพื้น

00:03:19.533 --> 00:03:25.533
แล้วเราจะลองมาพิจารณากันอีกครั้งว่า ถ้าไม่มีแรงมากระทำที่น้ำแข็ง ก้อนน้ำแข็งจะไม่เลื่อน

00:03:25.533 --> 00:03:31.733
แต่เกิดอะไรขึ้นถ้าผมดันด้วยแรงค่าหนึ่งทางด้านนี้

00:03:31.733 --> 00:03:35.000
และคุณก็ดันอีกทางด้านหนึ่งด้วยแรงที่เท่ากัน

00:03:35.000 --> 00:03:37.400
น้ำแข็งจะยังคงอยู่กับที่ ไม่เลื่อน

00:03:37.400 --> 00:03:40.000
ดังนั้นตรงนี้ เราจะเรียกว่า "แรงสมดุล"

00:03:40.000 --> 00:03:41.933
"แรงสมดุล"

00:03:41.933 --> 00:03:51.267
แต่ถ้าแรงที่มากระทำไม่เป็นแรงสมดุล

00:03:51.267 --> 00:03:57.800
ด้วยการเปลี่ยนแรงทางด้านนี้ไปนิดหน่อยโดยมากกว่าแรงอีกด้าน

00:03:57.800 --> 00:04:04.267
คุณจะเห็นว่านำแข็งเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในทิศทางนี้

00:04:04.267 --> 00:04:09.400
ซึ่งนี้ชัดเจนอยู่แล้ว ที่จะอธิบายสภาวะของวัตถุที่อยู่กับที่ ตราบจนมีแรงมากระทำ

00:04:09.400 --> 00:04:11.467
ด้วยแรงที่ไม่สมดุล

00:04:11.467 --> 00:04:17.133
ความคิดที่ว่าวัตถุมีการเคลื่อนที่ไปอย่างสม่ำเสมอ อาจยังไม่ชัดเจน

00:04:17.133 --> 00:04:21.010
ซึ่งเราจะกล่าวได้อีกทางหนึ่งว่า วัตถุนั้นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

00:04:21.010 --> 00:04:22.605
ค่าความเร็วที่คงที่

00:04:22.605 --> 00:04:29.933
ซึ่งนิวตันกล่าวว่า วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่จะเป็นยังคงเคลื่อนที่อย่างนั้นต่อไป

00:04:29.933 --> 00:04:33.200
ตราบจนมันมีแรงมากระทำ

00:04:33.200 --> 00:04:37.600
และนี้จะดูง่ายกว่า เพราะว่าทุกสิ่งทุกอย่างเป็นประสบการณ์ของมนุษย์เอง

00:04:37.600 --> 00:04:43.267
สมมติว่าถ้า เราดันก้อนน้ำแข็ง ท้ายที่สุดมันอาจจะหยุด

00:04:43.267 --> 00:04:47.200
มันจะไม่เคลื่อนที่ต่อไป สมมติว่านี้เป็นพื้นน้ำแข็งที่ไกลมากๆ

00:04:47.200 --> 00:04:56.667
ก้อนน้ำแข็งนี้สุดท้ายมันจะหยุดลง หรือถ้าเราลองขว้างลูกเทนนิส ลูกเทนนิสก็จะหยุดลงเช่นกัน

00:04:56.667 --> 00:05:05.000
มันจะหยุดชะงัก หรือหมุนกลิ้ง หรือจะอะไรก็ตาม

00:05:05.000 --> 00:05:09.867
เราจะไม่เห็น อย่างน้อยในประสบการณ์มนุษย์ ซึ่งมันอาจจะดูราวว่าหยุดก็ได้

00:05:09.867 --> 00:05:14.333
ดังนั้นเราจะกล่าวง่ายๆว่า การเคลื่อนที่มันจะยังคงเคลื่อนที่อยู่อย่างนั้น

00:05:14.333 --> 00:05:19.533
ด้วยสัญชาตญาณของมนุษย์แล้ว ถ้าคุณต้องการให้วัตถุมันยังคงเคลื่อนที่อยู่

00:05:19.533 --> 00:05:24.133
คุณต้องให้แรงไปเรื่อยๆ พลังงานไปเรื่อยๆ เพื่อที่จะให้มันยังคงเคลื่อนที่ได้

00:05:24.133 --> 00:05:30.733
รถของคุณจะไปไม่ได้ ถ้าหากเครื่องยนต์ไม่ได้เผาพลาญเชื้อเพลิง หรือน้ำมันเข้าไปเป็นพลังงาน

00:05:30.733 --> 00:05:32.533
ซึ่งอะไรล่ะที่เราจะคุยกันต่อ

00:05:32.533 --> 00:05:36.933
ในตัวอย่างที่กล่าวมานั้น ผมคิดว่าเป็นสิ่งที่เข้าใจได้ง่าย

00:05:36.933 --> 00:05:41.467
ซึ่งเป็นสิ่งทีอยู่กับคุณตลอดเวลา

00:05:41.467 --> 00:05:44.933
ลูกบอลอาจจะยังคงเคลื่อนที่ตลอด ก้อนน้ำแข็งอาจจะยังไม่หยุด

00:05:44.933 --> 00:05:50.200
ยกเว้นว่ามีแรงที่ไม่สมดุลมากระทำ เพื่อให้มันหยุด

00:05:50.200 --> 00:05:54.467
ในกรณีของก้อนน้ำแข็ง ถึงแม้ว่าก้อนน้ำแข็งมีแรงเสียดทานไม่มาก

00:05:54.467 --> 00:05:57.267
แต่มันก็มีผลระหว่างผิวสัมผัสทั้งสอง

00:05:57.267 --> 00:06:00.533
และในสถานการณ์นั้นที่มีแรงมากระทำ

00:06:00.533 --> 00:06:03.800
โดยมีทิศทางต่อต้านการเคลื่อนที่ของก้อนน้ำแข็ง

00:06:03.800 --> 00:06:07.400
และการต้านทานนั้นแท้จริงมาจากสิ่งที่อยู่ในระดับที่เล็กมาก คือในระดับอะตอม

00:06:07.400 --> 00:06:12.867
ซึ่งถ้าคุณศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นในโครงสร้างโมเลกุลของน้ำที่เรียกว่า โครงสร้างแลตติส ในก้อนน้ำแข็ง

00:06:12.867 --> 00:06:20.800
และนี้เป็นโมลเกุลของน้ำที่มีโครงสร้างแบบแลตติส ของทุ่งน้ำแข็งที่เราจะไปลองศึกษา

00:06:20.800 --> 00:06:23.333
มันดูคล้ายกับการชนและบดลงไปในแต่ละส่วนของผิวสัมผัสนั้น

00:06:23.333 --> 00:06:25.267
ถึงว่าทั้งคู่จะมีผิวเรียบก็ตามที

00:06:25.267 --> 00:06:28.400
การบดการชนของโมเลกุลที่เกิดขึ้น ก็ทำให้เกิดความร้อนเล็กน้อยขึ้นได้

00:06:28.400 --> 00:06:32.867
และจะยังคงมีไปตลอดระหว่างที่เคลื่อนที่ไป

00:06:32.867 --> 00:06:36.533
และนี้ก็เป็นเหตุผลที่ว่าทำไม หากมีแรงเสียดทานมากระทำวัตถุจึงกำลังหยุด

00:06:36.533 --> 00:06:38.600
และไม่เพียงแต่แรงเสียดทานเท่านั้น ยังมีความต้านทาน

00:06:38.600 --> 00:06:42.667
ของก้อนน้ำแข็งที่โมเลกุลมันไปชนกับโมเลกุลของอากาศ

00:06:42.667 --> 00:06:47.333
ซึ่งเราไม่ได้คิดไว่แต่แรก แต่มันได้ถูกนิยามไว้ว่าจะเกิดขึ้นตลอดการเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้นตลอด

00:06:47.333 --> 00:06:49.800
เช่นเดียวกันกับลูกบอลที่ลอยอยู่ในอากาศ

00:06:49.800 --> 00:06:54.400
ชัดเจนว่ามันจะต้องตกลงพื้น ดังนั้นแน่นอนว่ามีแรงมากระทำมัน

00:06:54.400 --> 00:06:59.333
แต่เหตุการณ์ที่ตกสู่พื้นนั้น ลูกบอลไม่ได้กลิ้งไปตลอด เพราะผลจากการเสียดทาน

00:06:59.333 --> 00:07:04.667
คุณรู้ไหมว่าสนามหญ้าตรงนี้หยุดลูกบอลได้

00:07:04.667 --> 00:07:08.733
และในขณะที่มันลอยในอากาศ มันจะล่วงลงพื้นอย่างช้าๆ และมันไม่ได้ตกลงพื้นด้วยความเร็วที่คงที่

00:07:08.733 --> 00:07:14.364
เพราะว่า การต้านทานจากอากาศเป็นส่วนประกอบ

00:07:14.364 --> 00:07:18.067
และทำให้มันช้าลงได้

00:07:18.067 --> 00:07:21.667
ดังนั้นสิ่งที่เป็นจริงเกี่ยวกับคนที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้เป็นสิ่งที่พวกเขาอาจจินตนาการถึงความเป็นจริงอยู่แล้วก็ได้

00:07:21.667 --> 00:07:28.333
ซึ่งที่ใดไม่มีแรงโน้มถ่วง ที่นั่นย่อมไม่มีแรงต้านในอากาศในการทำให้วัตถุล่วงช้าลง

00:07:28.333 --> 00:07:34.000
และพวกเขาจินตนการว่าสิ่งที่เป็นจริงอาจจะยังคงเป็นสิ่งที่ต้านการเคลื่อนที่ของมันเอง

00:07:34.000 --> 00:07:37.800
และนี้เป็นเหตุผลที่ว่าทำไม แนวคิดกาลิเลโอมีความตรงไปตรงมา

00:07:37.800 --> 00:07:41.067
ซึ่ง คือการที่เขาได้ศึกษาวงโคจรของดาวเคราะห์

00:07:41.067 --> 00:07:46.400
และบางทฤษฎีนั้นที่ว่าอาจไม่มีอากาศ

00:07:46.400 --> 00:07:50.333
และอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมดาวเคราะห์ถึงหมุนไปรอบๆและโคจรในวงโครจรอย่างนั้น

00:07:50.333 --> 00:07:55.667
และผมควรจะบอกว่า ความเร็วของดาวเคราะห์นั้นเปลี่ยน เพราะมีการเปลี่ยนทิศทางของมันเอง

00:07:55.667 --> 00:08:01.800
ความเร็วของมันไม่เคยลดลง เพราะที่นั้นไม่มีที่ว่างที่จะให้เกิดความเร็วที่ต่ำลงได้ในหมุ่ดาวเหล่านั้น

00:08:01.800 --> 00:08:04.867
อีกอย่างหนึ่ง ผมหวังว่าคุณจะพบสิ่งที่น่าสนใจอย่างที่ผมเจอ

00:08:04.867 --> 00:08:08.600
เพราะว่าบางระดับมันอาจชัดเจน แต่ไม่ได้ชัดทุกระดับทั้งหมด

00:08:08.600 --> 00:08:12.000
โดยเฉพาะ "การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงอย่างสม่ำเสมอ"

00:08:12.000 --> 00:08:16.733
และเพื่อความเข้าใจที่ดี สมมติว่าถ้าแรงโน้มถ่วงไม่ได้ปรากฏ และเราไม่มีอากาศ

00:08:16.733 --> 00:08:22.267
และคุณขว้างลูกบอลออกไป ลูกบอลอาจจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงออกไป

00:08:22.267 --> 00:08:26.667
ถ้าไม่มีแรงไม่สมดุลมากระทำ หรือบังคับมันให้หยุด

00:08:26.667 --> 00:08:32.267
อีกนัยหนึ่งมันเป็นตัวอย่างที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน

00:08:32.267 --> 00:08:41.533
คือ ถ้าผมอยู่ในเครื่องบิน แล้วมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

00:08:41.533 --> 00:08:43.467
และไม่มีอะไรเกิดกับเครื่องบิน

00:08:43.467 --> 00:08:50.790
แล้วถ้าผมนั่งบนเครื่องบินด้านขวาตรงนี้ และมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

00:08:50.790 --> 00:08:52.667
ไปอย่างราบรื่น ไม่สะดุด ไม่มีการกระตุกของเครื่องบิน

00:08:52.667 --> 00:08:57.800
มันไม่มีทางที่ผมจะบอกได้ว่ามีการเคลื่อนที่เกิดขึ้นกับเครื่องบิน ถ้าไม่มองออกไปนอกหน้าต่าง

00:08:57.800 --> 00:09:01.067
ลองสมมติว่าไม่มีหน้าต่างบนเครื่องบิน และมันยังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงทีอยู่

00:09:01.067 --> 00:09:06.800
และไม่มีความวุ่นวายใดๆเกิดบนเครื่อง และบอกได้ว่าไม่ได้ยินเสียงอะไรเลย

00:09:06.800 --> 00:09:08.533
ซึ่งผมไม่ได้ยินแม้แต่เสียงเครื่อง

00:09:08.533 --> 00:09:11.400
ไม่มีทางที่ผมจะบอกได้ว่าเครื่องบินเคลื่อนที่อยู่

00:09:11.400 --> 00:09:14.933
เพราะว่าสิ่งที่ผมอ้างอิงจะมีลักษณะที่เหมือนกันอย่างสมบูรณ์ นั้นคือเสียงเครื่องที่ไม่ได้ยิน และ ไม่มีหน้าต่างให้มองออกไปได้

00:09:14.933 --> 00:09:19.333
เพราะถ้าผมอยู่ในระนาบเดียวกันเช่นบนพื้นโลก

00:09:19.333 --> 00:09:23.733
และนี้เป็นวิธีคิดที่ง่ายกว่าในสภาวะเดียวกัน

00:09:23.733 --> 00:09:28.267
การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่หรืออยู่นิ่งๆ

00:09:28.267 --> 00:09:31.000
คุณไม่สามารถบอกได้ว่าคุณอยู่กับที่หรืออยู่ในที่อื่นๆได้