มวลและความเฉื่อย – จากการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวตรง นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า “แรง” (Force) สามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุในลักษณะต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการคงสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุให้หยุดนิ่ง หรือทำให้วัตถุเคลื่อนที่ต่อไปด้วยความเร็วคงที่ รวมไปถึงการเปลี่ยนแปลงทิศทาง ความเร็ว หรือแม้แต่รูปร่างของวัตถุให้แตกต่างไปจากเดิม ซึ่งในทางฟิสิกส์ แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ (Vector) มีหน่วยเป็นนิวตัน (Newton; N)
นอกจาก “แรง” จะทำให้วัตถุเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ได้แล้ว มวล (Mass) ยังเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง
ในหลักฟิสิกส์ มวล หมายถึง ปริมาณของสสารในวัตถุนั้น ๆ เป็นหนึ่งในคุณสมบัติประจำตัวของวัตถุที่ต้านทานการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ เมื่อมีแรงจากภายนอกมากระทำ มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ (Scalar) มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (Kilogram; kg)
เมื่อมีแรงมากระทำต่อวัตถุที่อยู่นิ่ง มวลคือความต้านทานหรือความพยายามที่จะทำให้วัตถุนั้นไม่เคลื่อนที่ ในทางกลับกัน หากวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่ มวลคือความพยายามที่เกิดขึ้น เพื่อต้านทานการหยุดนิ่งหรือทำให้วัตถุเคลื่อนที่ต่อไป ซึ่งคุณสมบัติที่เกิดขึ้นนี้ถูกเรียกว่า “ความเฉื่อย” (Inertia) หรือ ความพยายามของวัตถุที่จะรักษาสภาพการเคลื่อนที่เอาไว้
ในธรรมชาติ วัตถุที่มีมวลมาก ล้วนมีความเฉื่อยมาก และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ได้ยากกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย ซึ่งมีความเฉื่อยน้อย ในขณะที่น้ำหนัก (Weight) เป็นผลของแรงโน้มถ่วงโลกที่กระทำต่อวัตถุที่มีมวล ซึ่งส่งผลให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่
กฎของความเฉื่อย (Law of Inertia)
ในกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน (Laws of Motion) ทั้ง 3 ข้อ หนึ่งในนั้น คือ กฎของความเฉื่อยที่มีใจความว่า “วัตถุจะรักษาสภาวะหยุดนิ่งหรือสภาวะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในแนวเส้นตรง (อัตราเร็วและทิศทางคงที่) นอกจากมีแรงลัพธ์ (ที่มีค่าไม่เท่ากับศูนย์) มากระทำ”
ดังนั้น เมื่อมีแรงลัพธ์ที่เป็นศูนย์มากระทำต่อวัตถุ วัตถุจะรักษาสภาพคงเดิมไว้ หากวัตถุหยุดนิ่ง มันจะยังคงหยุดนิ่งตลอดไป แต่หากเคลื่อนที่อยู่ในขณะนั้น วัตถุดังกล่าวจะเคลื่อนที่ต่อไปด้วยอัตราเร็วคงที่ จนกว่าจะมีแรงอื่น ๆ มากระทำต่อมัน
สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และ ณภัทรดนัย
ข้อมูลอ้างอิง
http://etvthai.tv/Download/Schedule_Document/03102554_1107408178.pdf
https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7207-laws-of-motion