สงสัยในเรื่องเกี่ยวกับแรงลัพธ์กันบ้างไหม แรงลัพธ์คืออะไร

เมื่อสองวันก่อนแตงกวาได้มาถามเรื่องที่เค้าไม่ค่อยเข้าใจเกี่ยวกับ “แรงลัพธ์” ในวิชาวิทยาศาสตร์ ชั้น ป.5 เมื่อได้เปิดดูหนังสือ วิทยาศาสตร์ ชั้น ป.5 ก็พบว่ามีคำอธิบายเกี่ยวกับลักษณะของแรงลัพธ์เอาไว้มากพอสมควร แต่ไม่ได้บอกตรงๆว่าแรงลัพธ์คืออะไรมีความหมายว่าอย่างไร คงเป็นเพราะท่านผู้เขียนมีจุดประสงค์ที่จะให้ เพื่อนๆ เด็กๆ ได้ใช้ความคิดและเหตุผลหาความหมายของ “แรงลัพธ์” กันนั่นเอง

เพื่อนๆ เด็กๆ หลายคนคงมีความสงสัยในเรื่องเกี่ยวกับว่าแรงลัพธ์คืออะไร อยู่เหมือนกันใช่ไหมคะ เพื่อให้ เพื่อนๆ เด็กๆ เกิดความเข้าใจที่ชัดเจนมากยิ่งขึ้น จึงอยากจะอธิบายเรื่องแรงลัพธ์เพิ่มเติมให้ทำความเข้าใจอย่างง่ายๆดังนี้ค่ะ

ในการเล่นชักเย่อระหว่าง ฝ่าย “ไต้จง” และ “หวู่ซง” ฝ่ายต่างฝ่ายต่างออกแรงดึงฝ่ายตรงข้าม ไปในทิศทางตรงกันข้ามกันแต่ยังไม่มีฝ่ายใดขยับ แสดงว่าทั้งฝ่าย “ไต้จง” และ “หวู่ซง” ออกแรงดึงเท่าๆกัน เหตุการณ์นี้เพื่อนๆ เด็กๆ คิดว่า แรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นจากการออกแรงดึงของทั้งสองฝ่าย เป็นเท่าไรคะ? ถูกต้องแล้วค่ะแรงลัพธ์ในเหตุการณ์นี้เป็นศูนย์ จึงยังไม่มีฝ่ายใดขยับการออกแรงแข่งขันชักเย่อการออกแรงแข่งขันชักเย่อ

ทีนี้พอฝ่าย “ไต้จง” อ่อนแรงลงในขณะที่ฝ่าย “หวู่ซง” กลับออกแรงมากขึ้น จนทำให้ฝ่าย “ไต้จง” ถลำล้มระเนระนาดไปกองกันกับพื้น ผลก็ปรากฏออกมาว่าฝ่าย “หวู่ซง” เป็นฝ่ายชนะในการเล่นชักเย่อครั้งนี้ แสดงว่าฝ่าย “หวู่ซง” ออกแรงดึงมากกว่าฝ่าย “ไต้จง” ใช่ไหมคะการออกแรงแข่งขันชักเย่อการออกแรงแข่งขันชักเย่อ

ถึงตอนนี้ เพื่อนๆ เด็กๆ ลองใช้ความคิดดูบ้างสิคะว่าแรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะเท่ากับศูนย์หรือไม่อย่างไร และจะมีทิศทางไปทางไหน คิดก่อนนะคะ ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ปิ๊ง….

ถูกต้องแล้วค่ะ เก่งมาก แรงลัพธ์ในกรณีนี้เท่ากับแรงของฝ่ายหวู่ซงบวกกับแรงของฝ่ายไต้จง แต่เนื่องจากแรงของทั้งสองฝ่ายมีทิศทางตรงข้ามกัน ผลลัพธ์จึงออกมาในลักษณะหักล้างกัน แต่ก็ไม่เท่ากับศูนย์ เพราะแรงของฝ่ายหวู่ซงมีมากกว่า และทิศทางของแรงลัพธ์ก็จะพุ่งไปยังฝ่ายที่มีแรงมากกว่าคือฝ่ายหวู่ซงนั่นเอง ถึงตอนนี้ไม่งงใช่มั๊ยคะ แต่ถ้ายังสงสัยอยู่ก็ลองย้อนกลับไปอ่านอีกครั้งนึงนะ

ทีนี้เรามาดูว่ากรณีที่เราแขวนลูกบอลไว้กับเชือกที่ขึงไว้ระหว่างเสาสองต้น ว่าแรงอะไรเกิดขึ้นบ้างจึงทำให้แรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นเท่ากับศูนย์และลูกบอลไม่หล่นลงมา ถูกต้องไหมคะที่ว่าแรงลัพธ์ต้องเป็นศูนย์ลูกบอลจึงแขวนลอยอยู่ได้ เพื่อนๆ เด็กๆ ลองทบทวนแล้วคิดดูสิคะแรงลัพธ์ต้องเป็นศูนย์ลูกบอลจึงแขวนลอยอยู่ได้

เรามาเขียนเป็นแผนภาพให้เข้าใจได้ง่ายๆกันก่อนดีกว่า เพื่อให้ง่ายเข้าเรารวมลูกบอลทั้งหมดไว้ที่จุดเดียวกัน จะเห็นว่ามีแรงเกิดขึ้นกับเส้นเชือก 3 จุดด้วยกันคือ 1, 2 และ 3 ลูกศรสีแดงนั้นคือแรงที่เกิดขึ้นตามจุดต่างๆคือเขียนเป็นแผนภาพให้เข้าใจได้ง่ายๆ

จุดที่ 1
มีแรงจากน้ำหนักของลูกบอลที่เกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของโลก (เคยเรียนกันมาแล้วใช่ไหมคะ) ในทิศทางที่ดิ่งลงพื้น (ก) ดังนั้นลูกบอลจะลอยอยู่ได้จึงต้องมีแรงมาต้านทานแรงดึงดูดของโลกเอาไว้ นึกออกไหมคะว่าแรงนั้นคือแรงอะไรมาจากไหน ถูกต้องแล้วค่ะ ก็คือแรงที่เส้นเชือกดึงเอาไว้ตรงจุดที่ผูกลูกบอลเอาไว้นั่นเองนั่นเอง โดยจะเกิดขึ้น 2 แรง คือ (ข) และ (ค) ในทิศทางกลับกันตามแนวของเส้นเชือกที่ถูกดึงหย่อนลงมาด้วยน้ำหนักของลูกบอลนั่นเอง

จุดที่ 2 และ จุดทึ่ 3
เมื่อเชือกถูกดึงลงมาด้วยน้ำหนักของลูกบอล ก็จำเป็นต้องยึดเกาะกับเสาเอาไว้เพื่อให้อยู่กับที่ได้ จึงเกิดแรงดึงตรงจุดที่ 2 คือแรง (ง) และ (จ) ในทิศทางตรงกันข้ามกัน กับจุดที่ 3 คือแรง (ฉ) และ (ช) ในทิศทางตรงกันข้ามกันเช่นเดียวกัน ถูกต้องไหมคะ คิดตามไปด้วยนะคะจะได้เข้าใจ

ทีนี้ เพื่อนๆ เด็กๆ บอก ได้ไหมคะว่าแรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นที่ จุดที่ 1, จุดที่ 2 และ จุดทึ่ 3 มีค่าเท่าไร? เอ้าเริ่มคิดได้… ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ติ๊กต่อก ปิ๊ง…. ถูกต้องแล้วค่ะ ในเมื่อทุกอย่างอยู่นิ่งอยู่กับที่แรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นตามจุดต่างๆก็ย่อมเท่ากับศูนย์นั่นเองแรงลัพธ์ที่เกิดขึ้นตามจุดต่างๆก็ย่อมเท่ากับศูนย์นั่นเอง

แรงลัพธ์ หมายถึงผลรวมของแรงย่อยหลายแรงที่กระทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแรง ซึ่งเป็นการรวมกัน ทั้งขนาดของแรงและทิศทางที่แรงนั้นๆกระทำด้วย ผลของแรงลัพธ์ที่มีค่าเป็นศูนย์จะทำให้สิ่งต่าง ๆ หยุดนิ่งกับที่และนี่คือภาพที่จะอธิบายความหมายของแรงลัพธ์ได้เป็นอย่างดี ผลรวมของขนาดและทิศทางของแรงที่ 1 และแรงที่ 2 คือขนาดและทิศทางของแรงลัพธ์นั่นเอง ย้ำอีกครั้งว่าต้องเป็นผลรวมของขนาดและทิศทางนะคะ ไม่ใช่ผลรวมของขนาดเพียงอย่างเดียว มีคำศัพท์ทางเทคนิค(วิชาฟิสิกส์ เป็นสาขาหนึ่งของวิชาวิทยาศาสตร์) ที่ใช้เรียกการรวมขนาดและทิศทางของแรงแบบนี้ว่า “การรวมกันแบบปริมาณเวกเตอร์ ” แต่ตอนนี้ขอให้ เพื่อนๆ เด็กๆ เข้าใจและจำไว้ว่าแรงลัพธ์เป็น “ผลรวมของขนาดและทิศทางของแรง” ไปก่อนเพื่อที่จะได้ไม่สับสน นี่ย้ำเป็นครั้งที่สามแล้วนะเนี่ย ทิศทางของแรงลัพธ์ก็คือทิศทางที่วัตถุที่ถูกแรงทั้งสองกระทำเคลื่อนที่ไปนั่นเอง

แรงลัพธ์ มีค่าเท่ากับ 5 หน่วย มีทิศทางตามเส้นทะแยงมุมของสี่เหลี่ยมที่ประกอบขึ้นจากแรงทั้งสองทีนี้ เพื่อนๆ เด็กๆ ลองมาทดสอบตัวเองกันดูหน่อยดีมั๊ยว่าเข้าใจกันดีหรือยัง จากภาพนี้กำหนดให้แรงที่ 1 มีค่าเท่ากับ 3 หน่วย แรงที่ 2 มีค่าเท่ากับ 4 หน่วย มีทิศทางที่ตั้งฉากกันดังภาพ อยากจะถามว่าแรงลัพธ์จะมีค่าเท่าไร และมีทิศทางไปทางไหน ลองคิดกันดูนะคะ แย้มๆให้นิดนึงว่าถ้าตอบว่า 3 + 4 = 7 หน่วยล่ะก็ผิดแน่ๆค่ะ

นี่ก็เป็นผลที่เกิดจากแรงลัพธ์เหมือนกันเอ…แล้วทำไมลุงซานต้าถึงแบกของขวัญไปไม่ได้สักทีล่ะเนี่ย จะทันวันคริสต์มาสมั๊ยเนี่ย ใครก็ได้ช่วยไขปัญหาให้ลุงซานต้าทีเถอะ

คำถามปิดท้ายแล้วนะ จากที่ได้อ่านได้ชมมาทั้งหมด สรุปแล้วตอนนี้ตอบได้หรือยังคะว่าความหมายแรงลัพธ์คืออะไร?

ถ้ารู้คำตอบทั้งหมดแล้วก็ส่งคำตอบ หรือแสดงความคิดเห็นได้ที่ช่องแสดงความคิดเห็นนะคะ แต่ไม่มีรางวัลให้นะ 😆 🙂

ตอนนี้เพื่อนๆคงหายสงสัยในเรื่องเกี่ยวกับว่าแรงลัพธ์คืออะไร กันแล้วนะคะ

3 thoughts on “สงสัยในเรื่องเกี่ยวกับแรงลัพธ์กันบ้างไหม แรงลัพธ์คืออะไร

  1. ดีมากคะให้ความรู้กับเด้กได้มากเลย แต่ขอเพิ่มข้อมูลวิทย์เรื่องอื่นๆอีกนะคะขอบคุณคะ

Leave a Reply