คลื่น

คลื่น

ปรากฎการณ์คลื่น

ชนิดของคลื่น

คลื่นเป็นปรากฎการณ์ที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่รูปแบบหนึ่ง คลื่นสามารถจำแนกตามลักษณะต่าง ๆได้ดังนี้
1. จำแนกตามลักษณะการอาศัยตัวกลาง
1.1 คลื่นกล (Mechanical wave) เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยอาศัยตัวกลางซึ่งอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้ ตัวอย่างของคลื่นกลได้แก่ คลื่นเสียง คลื่นที่ผิวน้ำ คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น
1.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic waves) เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง สามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้ เช่น คลื่นแสง คลื่นวิทยุและโทรทัศน์ คลื่นไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เป็นต้น
2. จำแนกตามลักษณะการเคลื่อนที่
2.1 คลื่นตามขวาง (Transverse wave) เป็นคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่ในทิศตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น ตัวอย่างของคลื่นตามขวางได้แก่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
2.2 คลื่นตามยาว (Longitudinal wave) เป็นคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่ไปมาในแนวเดียวกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น ตัวอย่างของคลื่นตามยาวได้แก่ คลื่นเสียง
3. จำแนกตามลักษณะการเกิดคลื่น
3.1 คลื่นดล (Pulse wave) เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดถูกรบกวนเพียงครั้งเดียว
3.2 คลื่นต่อเนื่อง (Continuous wave) เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดถูกรบกวนเป็นจังหวะต่อเนื่อง

ส่วนประกอบคลื่น

สันคลื่น (Crest) เป็นตำแหน่งสูงสุดของคลื่น หรือเป็นตำแหน่งที่มีการกระจัดสูงสุดในทางบวก
ท้องคลื่น (Crest) เป็นตำแหน่งต่ำสุดของคลื่น หรือเป็นตำแหน่งที่มีการกระจัดสูงสุดในทางลบ
แอมพลิจูด (Amplitude) เป็นระยะการกระจัดมากสุด ทั้งค่าบวกและค่าลบ
ความยาวคลื่น (wavelength) เป็นความยาวของคลื่นหนึ่งลูกมีค่าเท่ากับระยะระหว่างสันคลื่นหรือท้องคลื่นที่อยู่ถัดกัน ความยาวคลื่นแทนด้วยสัญลักษณ์ มีหน่วยเป็นเมตร (m)
ความถี่ (frequency) หมายถึง จำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านตำแหน่งใด ๆ ในหนึ่งหน่วยเวลา แทนด้วยสัญลักษณ์ มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที (s-1) หรือ เฮิรตซ์ (Hz)
คาบ (period) หมายถึง ช่วงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านตำแหน่งใด ๆ ครบหนึ่งลูกคลื่น แทนด้วยสัญลักษณ์ มีหน่วยเป็นวินาทีต่อรอบ (s)
อัตราเร็วของคลื่น (wave speed) หาได้จากผลคูณระหว่างความยาวคลื่นและความถี่

สมบัติของคลื่น

คลื่นทุกชนิดแสดงสมบัติ 4 อย่าง คือการสะท้อน การหักเห การแทรกสอด และการเลี้ยวเบน
การสะท้อน (reflection) เกิดจากคลื่นเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวาง แล้วเปลี่ยนทิศทางกลับสู่ตัวกลางเดิม
การหักเห (refraction) เกิดจากคลื่นเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่ต่างกัน แล้วทำให้อัตราเร็วเปลี่ยนไป
การเลี้ยวเบน (diffraction) เกิดจากคลื่นเคลื่อนที่ไปพบสิ่งกีดขวาง ทำให้คลื่นส่วนหนึ่งอ้อมบริเวณของสิ่งกีดขวางแผ่ไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น
การแทรกสอด (interference) เกิดจากคลื่นสองขบวนที่เหมือนกันทุกประการเคลื่อนที่มาพบกัน แล้วเกิดการซ้อนทับกัน ถ้าเป็นคลื่นแสงจะเห็นแถบมืดและแถบสว่างสลับกัน ส่วนคลื่นเสียงจะได้ยินเสียงดังเสียงค่อยสลับกัน

ลักษณะการเคลื่อนที่ของคลื่น

แบบทดสอบ

1. ขณะที่เราเห็นคลื่นกำลังเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิด สิ่งใดที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่น

A. ตัวกลาง
B. อนุภาคของตัวกลาง

C. พลังงาน

D. ถูกทุกข้อ

2. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้
1.)คลื่นกล หมายถึงคลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
2.)คลื่นตามขวาง หมายถึงคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางสั่นในทิศตั้งฉากกับทิศของคลื่น
3.)คลื่นตามยาว หมายถึงคลื่นที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่คำตอบที่ถูกคือ

A. ข้อ 1 และ 3

B. ข้อ 2 และ 3

C. ข้อ 1 และ 2

D. ข้อ 1 2 และ 3

3. คลื่นในข้อใดเป็นคลื่นกล

A. คลื่นแสง

B. คลื่นวิทยุ

C. คลื่นเสียง

D. คลื่นไมโครเวฟ

4. คลื่นตามยาวและคลื่นตามขวาง มีสิ่งใดที่ต่างกัน

A. ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น

B. ทิศการสั่นของอนุภาคตัวกลาง

C. ประเภทของแหล่งกำเนิด

D. ความยาวคลื่น

5. จงพิจารณาข้อความต่อไป
1.)การกระจัด หมายถึง ระยะตั้งฉากจากแนวสมดุลไปยังตำแหน่งบนคลื่น
2.)ระยะตั้งฉากจากแนวสมดุลไปถึงสันคลื่นหรือท้องคลื่น เรียกว่า แอมพลิจูด
3.)ระยะระหว่างสันคลื่นที่อยู่ถัดกัน หรือท้องคลื่นที่อยู่ถัดกัน คือ ความยาวคลื่นคำตอบที่ถูกคือ

A. ข้อ 1 และ 3

B. ข้อ 2 และ 3

C. ข้อ 1 และ 2

D. ข้อ 1 2 และ 3

6. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้

1.)อัตราเร็วคลื่นหมายถึงผลคูณระหว่างความยาวคลื่นกับความถี่คลื่น

2.)เมื่อใช้นิ้วมือแตะลงบนผิวน้ำหนึ่งครั้ง คลื่นที่เกิดขึ้นมีลักษณะเป็นคลื่นดลเส้นตรง

3.)เมื่อมีคลื่นผิวน้ำแผ่ไปถึงวัตถุซึ่งลอยอยู่ที่ผิวน้ำ วัตถุจะเคลื่อนที่กระเพื่อมขึ้นลงตามแนวดิ่งคำตอบที่ถูกคือ

A. ข้อ 1 และ 3

B. ข้อ 2 และ 3

C. ข้อ 1 และ 2

D. ข้อ 1 2 และ 3

7. ปรากฏการณ์ที่คลื่นเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่กลับสู่ตัวกลางเดิม เมื่อคลื่นนั้นเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวาง เรียกว่าอะไรการสะท้อน

A. การสะท้อน
B. การหักเห

C. การแทรกสอด

D. การเลี้ยวเบน

8. เมื่อคลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งเข้าสู่อีกตัวกลางหนึ่งโดยทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นตกกระทบไม่ตั้งฉากกับรอยต่อของตัวกลางทั้งสอง คลื่นในตัวกลางที่สองมีสิ่งใดไม่เปลี่ยนแปลง

A. ความเร็ว

B. ความยาวคลื่น

C. ทิศการเคลื่อนที่

D. ความถี่คลื่น

9. เมื่อคลื่นน้ำต่อเนื่องหน้าวงกลมสองขบวนซึ่งเหมือนกันทุกประการเคลื่อนที่มาพบกันโดยสันคลื่นพบกับสันคลื่น จะเกิดปรากฏการณ์ตามข้อใด

A. การสะท้อน

B. การแทรกสอดแบบเสริมกัน

C. การหักเห

D. การแทรกสอดแบบหักล้างกัน

10. เมื่อคลื่นน้ำหน้าตรงเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวาง จะมีคลื่นบางส่วนแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น ซึ่งเรียกว่า การเลี้ยวเบนของคลื่น คลื่นที่แผ่ไปมีลักษณะตามข้อใด

A. มีหน้าคลื่นเป็นวงกลม

B. มีหน้าคลื่นเป็นเส้นตรง

C. หน้าคลื่นขนานกับหน้าคลื่นเดิม

D. ทิศการเคลื่อนที่คงเดิม

สนามของแรง

สนามของแรง

สนามของแรง นักวิทยาศาสตร์กำหนดว่า บริเวณใดที่มีแรงกระทำต่อวัตถุ บริเวณนั้นมี สนาม (field) ตาเราไม่สามารถมองเห็นสนามได้ แต่ก็สามารถรู้ได้ว่าบริเวณใดมีสนาม จากการดูผลของแรงที่กระทำ

แบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่
1. สนามแม่เหล็ก
2. สนามไฟฟ้า
3. สนามโน้มถ่วง

สนามแม่เหล็ก นั้นอาจเกิดขึ้นได้จากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า หรือในทางกลศาสตร์ควอนตัมนั้น การสปิน(การหมุนรอบตัวเอง) ของอนุภาคต่างๆ ก็ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเช่นกัน ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการ สปิน เป็นที่มาของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรต่างๆ
สนามแม่เหล็กคือปริมาณที่บ่งบอกแรงกระทำบนประจุที่กำลังเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็กเป็นสนามเวกเตอร์และทิศของสนามแม่เหล็ก ณ ตำแน่งใดๆ คือทิศที่เข็มของเข็มทิศวางตัวอย่างสมดุล

สนามไฟฟ้า (electric field) คือปริมาณซึ่งใช้บรรยายการที่ประจุไฟฟ้าทำให้เกิดแรงกระทำกับอนุภาคมีประจุภายในบริเวณโดยรอบ หน่วยของสนามไฟฟ้าคือ นิวตันต่อคูลอมบ์ หรือโวลต์ต่อเมตร (มีค่าเท่ากัน) สนามไฟฟ้านั้นประกอบขึ้นจากโฟตอนและมีพลังงานไฟฟ้าเก็บอยู่ ซึ่งขนาดของความหนาแน่นของพลังงานขึ้นกับกำลังสองของความหนานแน่นของสนาม ในกรณีของไฟฟ้าสถิต สนามไฟฟ้าประกอบขึ้นจากการแลกเปลี่ยนโฟตอนเสมือนระหว่างอนุภาคมีประจุ ส่วนในกรณีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น สนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับสนามแม่เหล็ก โดยมีการไหลของพลังงานจริง และประกอบขึ้นจากโฟตอนจริง

สนามโน้มถ่วง เมื่อปล่อยวัตถุ วัตถุจะตกสู่พื้นโลกเนื่องจากโลกมีสนามโน้มถ่วง (gravitational field) อยู่รอบโลก สนามโน้มถ่วงทำให้เกิดแรงดึงดูด
กระทำต่อมวลของวัตถุทั้งหลาย แรงดึงดูดนี้เรียกว่า แรงโน้มถ่วง (gravitational force) สนามโน้มถ่วงเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ g
และสนามมีทิศพุ่ง สู่ศูนย์กลางของโลก

แบบทดสอบ

1. ลูกบอลที่กำลังกลิ้งไปบนพื้น มันสามารถหยุดได้เอง เพราะแรงเสียดทานของพื้น ถ้าขาดแรงนี้ลูกบอลจะเป็นอย่างไร
A. ลูกบอลเคลื่อนที่เร็วขึ้นเรื่อยๆ
B. ไม่มีแรงกดของลูกบอลบนพื้น
C. ไม่มีแรงปฏิกิริยาของพื้น
D. ลูกบอลเคลื่อนที่ไม่รู้จักหยุด

2. ในขณะที่เรานั่งอยู่บนเก้าอี้ มีแรงอะไรกระทำต่อตัวเราบ้าง
1. แรงโน้มถ่วงของโลกดึงตัวเราลง
2. แรงเสียดทานของพื้นเก้าอี้
3. แรงที่เก้าอี้ดันตัวเราคำตอบที่ถูกคือ
A. ข้อ 1 และ 3
B. ข้อ 1 และ 2
C. ข้อ 2 และ 3
D. ข้อ 1 2 และ 3

3. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้ 1. วัตถุไม่หลุดไปจากโลก เพราะแรงโน้มถ่วงของโลก 2. วัตถุมีน้ำหนัก เพราะแรงโน้มถ่วงของโลก 3. วัตถุที่ตกอิสระ มีความเร่งเท่ากัน เพราะแรงโน้มถ่วงของโลกคำตอบที่ถูกคือ
A. ข้อ 1 และ 3
B. ข้อ 1 และ 2
C. ข้อ 2 และ 3
D. ข้อ 1 2 และ 3

4. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้1. เส้นแรงแม่เหล็ก ใช้บอกทิศของสนามแม่เหล็ก2. ภายนอกแท่งแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กมีทิศออกจากขั้วเหนือเข้าสู่ขั้วใต้3. ภายในแท่งแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กมีทิศออกจากขั้วใต้เข้าสู่ขั้วเหนือคำตอบที่ถูกคือ
A. ข้อ 1 2 และ 3
B. ข้อ 1 และ 2
C. ข้อ 2 และ 3
D. ข้อ 1 และ 3

5. ชายคนหนึ่งยืนอยู่บนตาชั่งซึ่งวางอยู่บนพื้นลิฟท์ขณะลิฟท์กำลังเคลื่อนที่ลงเข็มของตาชั่งชี้ตรงเลข 50 กิโลกรัม อยากทราบว่าถ้าเชือกดึงลิฟท์ขาด เข็มของตาชั่งจะชี้ตรงเลขใด
A. เลขศูนย์
B. น้อยกว่า 50 กิโลกรัม
C. มากกว่า 50 กิโลกรัม
D. ไม่สามารถสรุปได้

6. ตัวนำ A และ B มีประจุต่างชนิดกัน แต่ B มีประจุเป็นสองเท่าของ A เมื่อนำมาวางใกล้กันแรงที่กระทำต่อกันเป็นไปตามข้อใด
A. แรงที่ A ดึงดูด B มากกว่า แรงที่ B ดึงดูด A
B. แรงที่ B ดึงดูด A มากกว่า แรงที่ A ดึงดูด B
C. แรงที่ A ดึงดูด B เท่ากับ แรงที่ B ดึงดูด A
D. แรงที่ A ผลัก B มากกว่า แรงที่ A ผลัก B

7. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้1. สนามไฟฟ้ามีทิศเดียวกับทิศของแรงที่กระทำต่อประจุบวก2. เส้นแรงไฟฟ้ามีทิศตั้งฉากกับผิวของวัตถุที่มีประจุ3. เส้นแรงไฟฟ้ามีทิศออกจากประจุลบพุ่งเข้าหาประจุบวกคำตอบที่ถูกคือ
A. ข้อ 1 2 และ 3
B. ข้อ 1 และ 2
C. ข้อ 1 และ 3
D. ข้อ 2 และ 3

8. นักเรียนจะทราบได้อย่างไรว่าบริเวณใดมีสนามไฟฟ้าหรือไม่
A. นำเข็มทิศไปวางบริเวณนั้น
B. นำประจุไปวางบริเวณนั้น
C. นำเครื่องวัดกระแสไปวางบริเวณนั้น
D. ถูกทุกข้อ

9. เมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่เข้าสู่สนามแม่เหล็ก โดยทิศการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็ก ผลที่เกิดขึ้นกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคนี้จะเป็นอย่างไร
A. ทิศการเคลื่อนที่ไม่เปลี่ยนแปลง
B. ทิศการเคลื่อนที่ไม่เปลี่ยนแปลงแต่อนุภาคเคลื่อนที่เร็วขึ้น
C. ทิศการเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงเป็นเส้นโค้ง
D. ทิศการเคลื่อนที่ไม่เปลี่ยนแปลงแต่อนุภาคเคลื่อนที่ช้าลง

10. อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ เคลื่อนที่เข้าสู่สนามแม่เหล็กในแนวตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็กแนวการเคลื่อนที่จะมีลักษณะอย่างไร
A. โค้งแบบวงกลม
B. โค้งเป็นเกลียว
C. เป็นเส้นตรง
D. อยู่นิ่ง

แรงและการเคลื่อนที่

แรงและการเคลื่อนที่

1. เวกเตอร์ของแรง

แรง (force) หมายถึง สิ่งที่สามารถทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเคลื่อนที่หรือทำให้วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นหรือช้าลง หรือเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุได้

ปริมาณทางฟิสิกส์ มี 2 ชนิด คือ 1. ปริมาณเวกเตอร์ (vector quality) หมายถึง ปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง เช่น แรง ความเร็ว ความเร่ง โมเมนต์ โมเมนตัม น้ำหนัก เป็นต้น 2. ปริมาณสเกลาร์ (scalar quality) หมายถึง ปริมาณที่มีแต่ขนาดอย่างเดียว ไม่มีทิศทาง เช่น เวลา พลังงาน ความยาว อุณหภูมิ เวลา พื้นที่ ปริมาตร อัตราเร็ว เป็นต้น

2. การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ

2.1 การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง แบ่งเป็น 2 แบบ คือ

1. การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงที่ไปทิศทางเดียวกันตลอด เช่น โยนวัตถุขึ้นไปตรงๆ รถยนต์ กำลังเคลื่อนที่ไปข้างหน้าในแนวเส้นตรง

2. การเคลื่อนที่ในแนวเส้นเส้นตรง แต่มีการเคลื่อนที่กลับทิศด้วย เช่น รถแล่นไปข้างหน้าในแนวเส้นตรง เมื่อรถมีการเลี้ยวกลับทิศทาง ทำให้ทิศทางในการเคลื่อนที่ตรงข้ามกัน

2.2 อัตราเร็ว ความเร่ง และความหน่วงในการเคลื่อนที่ของวัตถุ

1. อัตราเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ คือระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ใน 1 หน่วยเวลา

2. ความเร่งในการเคลื่อนที่ หมายถึง ความเร็วที่เพิ่มขึ้นใน 1 หน่วยเวลา เช่น วัตถุตกลงมาจากที่สูงในแนวดิ่ง

3. ความหน่วงในการเคลื่อนที่ของวัตถุ หมายถึง ความเร็วที่ลดลงใน 1 หน่วยเวลา เช่น โยนวัตถุขึ้นตรงๆ ไปในท้องฟ้า

3. การเคลื่อนที่แบบต่างๆ ในชีวิตประจำวัน

3.1 การเคลื่อนที่แบบวงกลม หมายถึง การเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นวงกลมรอบศูนย์กลาง เกิดขึ้นเนื่องจากวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะเดินทางเป็นเส้นตรงเสมอ แต่ขณะนั้นมีแรงดึงวัตถุเข้าสู่ศูนย์กลางของวงกลม เรียกว่า แรงเข้าสู่ศูนย์กลางการเคลื่อนที่ จึงทำให้วัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบศูนย์กลาง เช่น การโคจรของดวงจันทร์รอบโลก

3.2 การเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวราบ เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุขนานกับพื้นโลก เช่น รถยนต์ที่กำลังแล่นอยู่บนถนน

3.3 การเคลื่อนที่แนววิถีโค้ง เป็นการเคลื่อนที่ผสมระหว่างการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและในแนวราบ


กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน นิวตัน ได้สรุปหลักการเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งที่อยู่ในสภาพอยู่นิ่งและในสภาพเคลื่อนที่ ดังนี้
กฎข้อที่ 1 วัตถุถ้าหากว่ามีสภาพหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ มันยังจะคงสภาพเช่นนี้ต่อไป หากไม่มีแรงที่ไม่สมดุลจากภายนอกมากระทำ
กฎข้อที่ 2 ถ้าหากมีแรงที่ไม่สมดุลจากภายนอกมากระทำต่อวัตถุ แรงที่ไม่สมดุลนั้นจะเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนต์ตัมเชิงเส้นของวัตถุ
กฎข้อที่ 3 ทุกแรงกริยาที่กระทำ จะมีแรงปฏิกิริยาที่มีขนาดที่เท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้ามกระทำตอบเสมอ
กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 1 และข้อที่ 3 เราได้ใช้ในการศึกษาในวิชาสถิตยศาสตร์ มาแล้วสำหรับในการศึกษาพลศาสตร์ เราจึงสนใจในกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองมากกว่า

แรงในแบบต่างๆ

1. ชนิดของแรง

1.1 แรงย่อย คือ แรงที่เป็นส่วนประกอบของแรงลัพธ์
1.2 แรงลัพธ์ คือ แรงรวมซึ่งเป็นผลรวมของแรงย่อย ซึ่งจะต้องเป็นการรวมกันแบบปริมาณเวกเตอร์
1.3 แรงขนาน คือ แรงที่ที่มีทิศทางขนานกัน ซึ่งอาจกระทำที่จุดเดียวกันหรือต่างจุดกันก็ได้ มีอยู่ 2 ชนิด
- แรงขนานพวกเดียวกัน หมายถึง แรงขนานที่มีทิศทางไปทางเดียวกัน
- แรงขนานต่างพวกกัน หมายถึง แรงขนานที่มีทิศทางตรงข้ามกัน
1.4 แรงหมุน หมายถึง แรงที่กระทำต่อวัตถุ ทำให้วัตถุเคลื่อนที่โดยหมุนรอบจุดหมุน ผลของการหมุนของ เรียกว่า โมเมนต์ เช่น การปิด-เปิด ประตูหน้าต่าง
1.5 แรงคู่ควบ คือ แรงขนานต่างพวกกันคู่หนึ่งที่มีขนาดเท่ากัน แรงลัพธ์มีค่าเป็นศูนย์ และวัตถุที่ถูกแรงคู่ควบกระทำ 1 คู่กระทำ จะไม่อยู่นิ่งแต่จะเกิดแรงหมุน
1.6 แรงดึง คือ แรงที่เกิดจากการเกร็งตัวเพื่อต่อต้านแรงกระทำของวัตถุ เป็นแรงที่เกิดในวัตถุที่ลักษณะยาวๆ เช่น เส้นเชือก เส้นลวด
1.7 แรงสู่ศูนย์กลาง หมายถึง แรงที่มีทิศเข้าสู่ศูนย์กลางของวงกลมหรือทรงกลมอันหนึ่งๆ เสมอ
1.8 แรงต้าน คือ แรงที่มีทิศทางต่อต้านการเคลื่อนที่หรือทิศทางตรงข้ามกับแรงที่พยายามจะทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ เช่น แรงต้านของอากาศ แรงเสียดทาน
1.9 แรงโน้มถ่วงของโลก คือ แรงดึงดูดที่มวลของโลกกระทำกับมวลของวัตถุ เพื่อดึงดูดวัตถุนั้นเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก
- น้ำหนักของวัตถุ เกิดจากความเร่งเนื่องจากความโน้มถ่วงของโลกมากกระทำต่อวัตถุ
1.10 แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยา
- แรงกิริยา คือ แรงที่กระทำต่อวัตถุที่จุดจุดหนึ่ง อาจเป็นแรงเพียงแรงเดียวหรือแรงลัพธ์ของแรงย่อยก็ได้
- แรงปฏิกิริยา คือ แรงที่กระทำตอบโต้ต่อแรงกิริยาที่จุดเดียวกัน โดยมีขนาดเท่ากับแรงกิริยา แต่ทิศทางของแรงทั้งสองจะตรงข้ามกัน

2. แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยากับการเคลื่อนที่ของวัตถุ

2.1 วัตถุเคลื่อนที่ด้วยแรงกิริยา เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุตามแรงที่กระทำ เช่น การขว้างลูกหินออกไป

2.2 วัตถุเคลื่อนที่ด้วยแรงปฏิกิริยา เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุเนื่องจากมีแรงขับดันวัตถุให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม เช่น การเคลื่อนที่ของจรวด

แบบทดสอบ

1) ข้อใดเป็นปริมาณเวกเตอร์ทั้งหมด
ก. แรง ความเร็ว น้ำหนัก ข. โมเมนต์ ความยาว ความเร็ว ค. น้ำหนัก มวล ความหนาแน่น ง. แรง ความยาว มวล


2) ปริมาณในข้อใดที่ทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่
ก. มวล ข. น้ำหนัก ค. แรง ง. ปริมาตร


3) เดินออกจากบ้านไปทางทิศเหนือ 40 เมตร แล้วเดินไปทางทิศตะวันออกอีก 30 เมตรถึงตลาด อยากทราบว่าระยะทางตรงจากบ้านถึงตลาดมีค่าเท่าไร และอยู่ในทิศใด
ก. 50 เมตร ทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ข. 50 เมตร ทิศตะวันตกเฉียงใต้ ค. 70 เมตร ทิศตะวันตกเฉียงเหนือ

ง. 70 เมตร ทิศตะวันออกเฉียงใต้


4) การที่เราทุบโต๊ะอย่างแรง ทำให้มือเราเจ็บ เป็นเพราะกฎข้อใดของนิวตัน
ก. กฎข้อที่ 1 ข. กฎข้อที่ 2 ค. กฎข้อที่ 3 ง. กฎข้อที่ 4


5) เมื่อผลักวัตถุให้เคลื่อนที่บนพื้นที่ขรุขระ ลักษณะวัตถุเคลื่อนที่ช้าลงเป็นเพราะแรงชนิดใด
ก. แรงลัพธ์ ข. แรงเสียดทาน ค. แรงกิริยา ง. แรงปฏิกิริยา


6). สัมประสิทธ์ความเสียดทาน เกิดจากอัตราส่วนระหว่างแรงชนิดใด
ก. แรงกิริยากับแรงปฏิกิริยา ข. แรงเสียดทานกับแรงพื้นที่กระทำต่อวัตถุ ค. แรงดึงวัตถุให้เคลื่อนที่กับแรงเสียดทาน ง. แรงลัพธ์กับแรงปฏิกิริยา


7). แรงเสียดทานจะมีค่ามากหรือน้อยไม่ขึ้นกับสิ่งใด

ก. น้ำหนักของวัตถุ ข. ลักษณะของผิวสัมผัส ค. ชนิดของผิวสัมผัส ง. ความเร็วของวัตถุ


8). ข้อใดคือข้อแตกต่างระหว่างความเร็วกับอัตราเร็ว

ก. อัตราเร็วเป็นปริมาณสเกลาร์ ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ ข. อัตราเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ ความเร็วเป็นปริมาณสเกลาร์
ค. อัตราเร็วเกิดจากระยะทางต่อเวลา ส่วนความเร็วเกิดจากการกระจัดต่อเวลา ง. ข้อ 1 และข้อ 3


9). ข้อใดเป็นลักษณะการเคลื่อนที่ในแนววิถีโค้ง

ก. เด็กลื่นลงจากไม้ลื่น ข. เครื่องร่อนกำลังร่อนลง ค. ลูกบาสกำลังลอยเข้าห่วง ง. เครื่องบินกำลังบินขึ้น


10). ในการยิงวัตถุให้เคลื่อนที่แบบโพรเจกโทล์ ถ้าต้องการให้วัตถุเคลื่อนที่ได้ระยะทางในแนวราบไกลที่สุด วัตถุจะต้องเอียงทำมุมเทาไรกับแนวราบ

ก. 30 องศา ข. 45 องศา ค. 60 องศา ง. 75 องศา

กัมมันตภาพตรังสี

กัมมันตภาพรังสี

ในปี ค.ศ. 1896 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ อองตวน อองรี แบ็กเกอแรล (Antoine Henri Becquerel, 1852-1908) ได้ค้นพบการแผ่รังสีของนิวเคลียสขึ้น จากการศึกษาเกี่ยวกับการแผ่รังสีฟิสิกส์นิวเคลียร์ต่อมาทำให้ทราบถึงธรรมชาติของธาตุ และสามารถนำเอาไปใช้ให้เป็นประโยชน์ได้มาก เช่น นำไปใช้เพื่อการบำบัดรักษามะเร็ง การทำ CT SCANNERS เป็นต้น

การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Elements) หมายถึงนิวไคลด์หรือธาตุที่มีสภาพไม่เสถียร ซึ่งจะมีการสลายตัวของนิวเคลียสอยู่ตลอดเวลาทำให้กลายเป็น นิวไคลด์ ใหม่หรือธาตุ ในขณะเดียวกันก็สามารถปลดปล่อยรังสีได้
กัมมัตภาพรังสี (Radioactivity) เป็นปรากฎการณ์อย่างหนึ่งของสารที่มีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้เอง กัมมันตภาพรังสี ที่แผ่ออกมามีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ รังสีแอลฟา รังสีเบตา และรังสีแกมมา
โดยเมื่อนำสารกัมมันตรังสีใส่ลงในตะกั่วที่เจาะรูเอาไว้ให้รังสีออกทางช่องทางเดียวไป ผ่านสนามไฟฟ้า พบว่ารังสีหนึ่งจะเบนเข้าหาขั้วบวกคือรังสีเบตา อีกรังสีหนึ่งเบนเข้าหาขั้วลบคือรังสีแอลฟาหรืออนุภาคแอลฟา ส่วนอีกรังสีหนึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าจึงไม่ถูกดูดหรือผลักด้วยอำนาจแม่เหล็กหรืออำนาจนำไฟฟ้า ให้ชื่อรังสีนีว่า รังสีแกมมา ดังรูปที่ 4

รังสีแอลฟา (Alpha Ray) เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่และมีมวลมากเพื่อเปลี่ยนแปลงให้เป็นนิวเคลียสที่มีเสถียรภาพสูงขึ้น ซึ่งรังสีนี้ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสด้วยพลังงานต่าง ๆ กัน รังสีแอลฟาก็คือนิวเคลียสของฮีเลียม มีประจุบวกมีขนาดเป็น 2 เท่าของประจุอิเล็กตรอน คือเท่ากับ +2e และมีนิวตรอน อีก 2 นิวตรอน (2n) มีมวลเท่ากับนิวเคลียสของฮีเลียมหรือประมาณ 7000 เท่าของอิเล็กตรอน เนื่องจากมีมวลมากจึงไม่ค่อยเกิดการเบี่ยงเบนง่ายนัก เมื่อวิ่งไปชนสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่น ผิวหนัง แผ่นกระดาษ จะไม่สามารถผ่านทะลุไปได้ แต่จะถูกดูดซึมได้อย่างรวดเร็วแล้วจะถ่ายทอดพลังงานเกือบทั้งหมดออกไป ทำให้อิเล็กตรอนของอะตอมที่ถูกรังสีแอลฟาชนหลุดออกไป ทำให้เกิดกระบวนการที่เรียกว่า การแตกตัวเป็นไอออน

รังสีเบตา (Beta Ray) เกิดจากการสลายตัวของนิวไคลด์ที่มีจำนวนโปรตอนมากเกินไปหรือน้อยเกินไป โดยรังสีเบตาแบ่งได้ 2 แบบคือ
1. เบตาลบหรือหรืออิเล็กตรอน เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีนิวตรอนมากกว่าโปรตอน ดังนั้นจึงต้องลดจำนวนนิวตรอน ลงเพื่อให้นิวเคลียสเสถียรภาพ
2. เบตาบวกหรือหรือโพสิตรอน เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีโปรตอนมากเกินกว่านิวตรอน ดังนั้นจึงต้องลดจำนวนโปรตอนลงเพื่อให้นิวเคลียสเสถียรภาพ

รังสีแกมมา(Gamma Ray) ใช้สัญลักษณ์ เกิดจากการที่นิวเคลียสที่อยู่ในสถานะกระตุ้นกลับสู่สถานะพื้นฐานโดยการปลดปล่อยรังสีแกมมาออกมา รังสีแกมมา ก็คือโฟตอนของการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับรังสีเอ็กซ์ แต่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าและมีอำนาจในการทะลุทะลวงสูงมากกว่ารังสีเอ็กซ์ ไม่มีประจุไฟฟ้าและมวล ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่ เหล็กและ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าแสง

การสลายตัวสรกัมมันตรังสี

1. การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง ๆ จะแสดงลักษณะที่แตกต่างกันด้วยเวลาของการสลายตัวที่เรียกว่า ครึ่งชีวิต (Half – Life) แทนด้วยT1/2 ซึ่งหมายถึงช่วงเวลาที่ธาตุมันตรังสีหนึ่งจะสลายไปเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณที่มีอยู่เดิม ซึ่งจากรูปที่ 7 พบว่า
2. ในเวลาเริ่มต้น t = 0 จำนวนนิวไคล์ทั้งหมดเป็น
3. เมื่อเวลาผ่านไปครึ่งชีวิต t = T1/2 จำนวนนิวไคล์ที่เหลือเป็น
4. และเมื่อเวลาผ่านไป t = 2T1/2 จำนวนนิวไคล์ที่เหลือเป็น
   

แบบทดสอบ

1. ผู้ที่ค้นพบธาตุกัมมันตรังสีเป็นคนแรกคือใคร
A แมรี กูรี
B แบกเกอเรล
C รัทเทอร์ฟอร์ด
D ทอมสัน

2. การค้นพบรังสีในครั้งแรก พบจากสารใด
A สารประกอบของเรเดียม
B สารประกอบของทอเรียม
C สารประกอบของพอลโลเนียม
D สารประกอบของยูเรเนียม

3. ข้อใดกล่าวไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการแผ่รังสี
A เป็นกระบวนการที่เกิดในนิวเคลียสของธาตุ
B ได้ไอโซโทปใหม่ที่เสถียรกว่าเดิม
C ให้รังสีหรืออนุภาคพร้อมกับคายพลังงาน
D ธาตุที่แผ่รังสีได้จะมีจำนวนโปรตอนเท่ากับนิวตรอน

4. รังสีหรืออนุภาคชนิดใดที่มีมวลมากที่สุด
A alpha
B beta
C proton
D positron

5. รังสีชนิดใดที่มีสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
A alpha
B gamma
C beta
D neutron