แรง (force) คือ ปฏิกิริยาระหว่างวัตถุสองวัตถุที่พยายามทำให้วัตถุทั้งสองเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนความเร็ว แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ ประกอบด้วยขนาดและทิศทาง
สูตรคำนวณแรง
1 | F = ma |
โดยที่
- F คือ แรง (N)
- m คือ มวลของวัตถุ (kg)
- a คือ อัตราเร่งของวัตถุ (m/s^2)
ทิศทางของแรง
ทิศทางของแรงจะขนานกับทิศทางของอัตราเร่ง
ประเภทของแรง
แรงสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามลักษณะของแรง ดังนี้
- แรงสัมผัส คือ แรงที่กระทำระหว่างวัตถุสองวัตถุที่สัมผัสกัน เช่น แรงดึง แรงผลัก แรงเสียดทาน
- แรงไม่สัมผัส คือ แรงที่กระทำระหว่างวัตถุสองวัตถุที่ไม่มีการสัมผัสกัน เช่น แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็ก
แรงและการเปลี่ยนโมเมนตัม
แรงเป็นสาเหตุที่ทำให้โมเมนตัมเปลี่ยนแปลง กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมระบุว่าโมเมนตัมทั้งหมดของระบบจะคงอยู่ตลอดไป หมายความว่าถ้ามีแรงกระทำต่อวัตถุหนึ่ง วัตถุอื่นในระบบจะต้องได้รับแรงกระทำที่มีขนาดและทิศทางตรงกันข้ามเพื่อให้โมเมนตัมทั้งหมดของระบบยังคงอยู่
ตัวอย่างการเปลี่ยนโมเมนตัม
- รถยนต์เบรกกะทันหัน ทำให้โมเมนตัมของรถยนต์ลดลง โมเมนตัมของผู้โดยสารในรถยนต์จึงเพิ่มขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม
- ผู้เล่นฟุตบอลเตะลูกฟุตบอล ทำให้โมเมนตัมของฟุตบอลเพิ่มขึ้น โมเมนตัมของผู้เล่นฟุตบอลจึงลดลงในทิศทางตรงกันข้าม
- ถุงมือเบสบอลดูดซับแรงปะทะจากลูกเบสบอล ทำให้โมเมนตัมของถุงมือเบสบอลเพิ่มขึ้น โมเมนตัมของลูกเบสบอลจึงลดลงในทิศทางตรงกันข้าม
สรุป
แรงเป็นสาเหตุที่ทำให้โมเมนตัมเปลี่ยนแปลง กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมระบุว่าโมเมนตัมทั้งหมดของระบบจะคงอยู่ตลอดไป