เมนูนำทาง
การเคลื่อนที่_(ฟิสิกส์)
ในวิชาฟิสิกส์อธิบายการเคลื่อนที่ผ่านกฎของกลศาสตร์สองชุดที่ดูขัดแย้งกัน การเคลื่อนที่ของวัตถุใหญ่และวัตถุที่คล้ายกันในเอกภพ (เช่น ขีปนาวุธ ดาวเคราะห์ เซลล์และมนุษย์) อธิบายด้วยกลศาสตร์ดั้งเดิม ขณะที่การเคลื่อนที่ของบรรจงวัตถุระดับอะตอมและอนุภาคย่อยของอะตอมถูกอธิบายด้วยกลศาสตร์ควอนตัม
| กลศาสตร์ดั้งเดิม |
|---|
| F → = m a → {\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}} |
หัวข้อที่สำคัญ |
กลศาสตร์ดั่งเดิมถูกใช้อธิบายการเคลื่อนที่วัตถุมหภาค ตั้งแต่ขีปนาวุธไปจนถึงชิ้นส่วนของเครื่องจักร เช่นเดียวกับวัตถุทางดาราศาสตร์ เช่น ยานอวกาศ ดาวเคราะห์และกาแลคซี ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมากในการอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุเหล่านี้ และเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมและเทคโนโลยีที่เก่าแก่และใหญ่ที่สุด
กลศาสตร์ดั่งเดิมมีรากฐานมาจากกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎเหล้าอธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่มากระทำต่อวัตถุกับการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้น โดยการรวบรวมของไอแซก นิวตัน ในหนังสือ Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อ 5 กรกฎาคม ค.ศ. 1687 โดยกฎการเคลื่อนที่มีดังนี้
| กฎข้อที่หนึ่ง: | ทุกวัตถุจะรักษาภวะหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในแนวเส้นตรง เว้นแต่จะมีแรงมากระทำให้เปลี่ยนภาวะนั้นไป |
| กฎข้อที่สอง: | ความเร่งของวัตถุจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่มากระทำ และมีทิศทางอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกับแรงที่มากระทำนั้น |
| กฎข้อที่สาม: | ทุกแรงกิริยาจะมีแรงปฏิกิริยาที่มีขนาดเท่ากันแต่ทิศทางตรงข้ามกันเสมอ |
กฎการเคลื่อนที่ทั้งสามข้อของนิวตันนี้ เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แรก สำหรับการทำความเข้าใจการโคจรของวัตถุในอวกาศ ซึ่งเป็นการอธิบายภาพรวมการเคลื่อนที่ของเทห์ฟ้าและการเคลื่อนที่ของวัตถุบนผิวโลก
กลศาสตร์ดั่งเดิมได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ โดยสัมพัทธภาพพิเศษเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีความเร็วสูงเข้าใกล้ความเร็วของแสง ส่วนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปใช้เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ภายใต้แรงโน้มถ่วงในระดับลึก
เคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอ
เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ในทิศทางใด ๆ เป็นระยะ ๆ ปกติจะเรียกว่า "การเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอ" ตัวอย่างเช่นจักรยานเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงโดยมีความเร็วคงที่
สมการของเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอ
ถ้า v → {\displaystyle {\overrightarrow {v}}} คือ ความเร็วสุดท้าย u → {\displaystyle {\overrightarrow {u}}} คือ ความเร็วเริ่มต้น a → {\displaystyle {\overrightarrow {a}}} คือ ความเร่ง t {\displaystyle t} คือ เวลา s → {\displaystyle {\overrightarrow {s}}} คือ การกระจัด
v → = u → + a → t {\displaystyle {\overrightarrow {v}}={\overrightarrow {u}}+{\overrightarrow {a}}t} s → = u → t + 1 2 a → t 2 {\displaystyle {\overrightarrow {s}}={\overrightarrow {u}}t+{\frac {1}{2}}{\overrightarrow {a}}t^{2}} v 2 → = u 2 → + 2 a → s → {\displaystyle {\overrightarrow {v^{2}}}={\overrightarrow {u^{2}}}+2{\overrightarrow {a}}{\overrightarrow {s}}}ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่นั้นหมายความว่าความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์จะได้ว่า
v → = a → t {\displaystyle {\overrightarrow {v}}={\overrightarrow {a}}t} s → = 1 2 a → t 2 {\displaystyle {\overrightarrow {s}}={\frac {1}{2}}{\overrightarrow {a}}t^{2}} v 2 → = 2 a → s → {\displaystyle {\overrightarrow {v^{2}}}=2{\overrightarrow {a}}{\overrightarrow {s}}}กลศาสตร์ควอนตัมคือชุดของหลักการที่อธิบายถึงความจริงทางกายภาพในระดับอะตอมของสสาร (โมเลกุลและอะตอม) และอนุภาคย่อยของอะตอม (อิเล็กตรอน โปรตอน นิวตรอนและแม้แต่อนุภาคมูลฐานที่เล็กกว่าเช่นควาร์ก) คำอธิบายเหล่านี้รวมถึงพฤติกรรมที่เหมือนคลื่นและเหมือนอนุภาคของทั้งสสารและการแผ่รังสีตามที่อธิบายไว้ในความเป็นทวิภาคของคลื่น–อนุภาค[ต้องการอ้างอิง]
ในกลศาสตร์ดั่งเดิม การวัดและการทำนายสถานะของวัตถุสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ เช่น ตำแหน่ง และ ความเร็ว ในกลศาสตร์ควอนตัมเนื่องจากหลักความไม่แน่นอน สถานะที่สมบูรณ์ของอนุภาคย่อย เช่น ตำแหน่งและความเร็วไม่สามารถกำหนดได้พร้อม ๆ กัน[ต้องการอ้างอิง]
นอกจากการอธิบายการเคลื่อนที่ในระดับอะตอมแล้วกลศาสตร์ควอนตัมยังเป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ที่มีขนาดใหญ่เช่น ของไหลยวดยิ่ง สภาพนำยวดยิ่ง และระบบชีวภาพรวมทั้งการทำงานของเซลล์รับกลิ่นและโครงสร้างของโปรตีน[ต้องการอ้างอิง]
เมนูนำทาง
การเคลื่อนที่_(ฟิสิกส์)ใกล้เคียง
แหล่งที่มา
WikiPedia: การเคลื่อนที่_(ฟิสิกส์)