1. การตกของวัตถุ
เคยสังเกตหรือไม่ว่าทาไมวัตถุสิ่งของต่างๆจึงตกลงบนพื้นเสมอ ทาไมถึงไม่ลอยอยู่บนอากาศ เหมือน
ดาวที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า
มีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านได้คิดค้นทฤษฎีเกี่ยวกับการตกของวัตถุ แล้วใครเป็นคนเริ่มคิดเรื่องนี้คน
แรก หลายๆคนเรียนฟิสิกส์ หรือวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ได้รู้จักนักวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่งที่
ชื่อ เซอร์ไอแซก นิวตัน (Isaac Newton) ที่ท่านนั่งอยู่ใต้ต้นแอปเปิล แล้วลูกแอปเปิลหล่นลงมา ทาให้เกิด
ทฤษฎีกฏการเคลื่อนที่ (Laws of Motion) ของนิวตัน 3 ข้อ แล้วก็มีความคิดว่า นิวตันเป็นคนคิดค้นเกี่ยวกับ
เรื่องของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง หรือการตกของวัตถุ แต่ที่จริงแล้วยังมีนักวิทยาศาสตร์ที่คิดค้นเรื่องนี้ก่อนเซอร์
ไอแซก นิวตัน เรามาดูกันว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ท่านใด
เริ่มจากนักวิทยาศาสตร์ชื่อ กาลิเลโอ กาลิเลอิ (Galileo Galilei) ค้นพบกฎการตกของวัตถุ (The
Law of Falling Bodies) ในปี 1604 เป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้หาญกล้าล้มแนวคิดของอริสโตเติล (Aristotel)
เออ?..อื้ม?.อือ?..อุ๊ย..
F=mg…..ซี๊ดเลย ถ้า
แอปเปิลกลายเป็นลูก
ทุเรียน?

2. ที่ผู้คนเชื่อถือมากว่า 2,000 ปี ว่าวัตถุที่หนักกว่าจะตกถึงพื้นได้เร็วกว่าวัตถุที่เบากว่า โดยกาลิเลโอ ได้ทาการ
พิสูจน์ว่าวัตถุต่างๆ แม้จะมีน้้าหนักไม่เท่ากันแต่จะตกถึงพื้นพร้อมกัน โดยการปล่อยวัตถุที่มีมวลต่างกัน 2
ชิ้น จากยอดหอเอนปิซา ในเวลาพร้อมกัน ซึ่งวัตถุดังกล่าว ได้ตกลงมาภายใต้แรงโน้มถ่วงโลก และถึงพื้น
เกือบจะพร้อมๆ กัน ซึ่งเป็นการพิสูจน์ว่าความคิดของอริสโตเติลนั้นไม่ถูกต้อง
ต่อมาในปี 1666 เซอร์ไอแซก นิวตัน (Isaac Newton) ค้นพบเกี่ยวกับเรื่องแรงโน้มถ่วงของจักรวาล
(Universal Gravitation) ได้สรุปว่าวัตถุทุกอย่างในจักรวาล ตั้งแต่ลูกแอปเปิลถึงดวงดาวจะออกแรงดึงดูดซึ่ง
กันและกัน

3. นิวตัน ได้นาหลักการของ กาลิเลโอ มาใช้ในการคานวณและหาเหตุผลต่อไป ด้วยว่าทาไมลูกแอปเปิล
ถึงไม่หลุดออกไปนอกโลก และทาไมดวงจันทร์ถึงไม่พุ่งตกลงมาเหมือนลูกแอปเปิล จากเหตุผลทั้งหมดที่เขา
สงสัย เขาก็ค้นพบหลักการเคลื่อนที่ของวัตถุในเอกภพ และกฎของความโน้มถ่วง สรุปออกมาในหนังสือ พรินซี
เพีย นั้นเอง
หลังจากนั้น ในปี 1687 เซอร์ไอแซก ค้นพบกฎการเคลื่อนที่ (Laws of Motion) ซึ่งได้เปลี่ยนความ
เข้าใจในจักรวาลของเราด้วยกฎ 3 ข้อ ที่อธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุไว้ 3 ข้อคือ
กฎข้อที่ 1 วัตถุที่เคลื่อนที่จะรักษาสภาพการเคลื่อนที่ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทา ต่อวัตถุนั้น
กฎข้อที่ 2 ความเร่งของวัตถุจะแปรผันตามแรงที่กระทาต่อวัตถุ แต่จะแปรผกผันกับมวลของวัตถุ ซึ่ง
แสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลของวัตถุ (m) ความเร่งของวัตถุ (a) และแรงที่มากระทา ได้ด้วย F=ma และ
กฎข้อที่ 3 ทุกแรงกระทาที่มีต่อวัตถุจะมีแรงปฏิกิริยาที่มีขนาดเท่ากันและอยู่ในทิศตรง ข้ามเสมอ
จากภาพจะเห็นได้ว่าลูกแอปเปิล ตกจากต้นอย่างอิสระนั้นคือหลุดจากขั้วเองลงสู่พื้น ลูกแอปเปิลมี
ลักษณะการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้ความโน้มถ่วงของโลกหรือเป็นการเคลื่อนที่อย่างอิสระของวัตถุ (Free
Falling) โดยมีความเร่งคงที่ ซึ่งความเร่งในการเคลื่อนที่จะมีค่าเท่ากับความเร่งเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก (g)
มีทิศทางพุ่งลงสู่จุดศูนย์กลางของโลกมีค่าประมาณ 9.8 เมตร/วินาที2

4. ในการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวดิ่งจะใช้สมการในการคานวณเหมือนกับการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง
แต่เปลี่ยนความเร่งของวัตถุที่เคลื่อนที่ในแนวดิ่งเป็นความเร่งเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก (g) ดังนั้นสามารถ
เขียนสมการการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งได้ดังนี้
XXXXXXX1. XXXXXXX 2.
XXXXXXX3. XXXXXXX 4.
XXXXXXX5. xxxxxXXxxxx
จากสมการความหมายของตัวแปรที่เกี่ยวข้องจากสมการทั้ง 5 สมการมีดังนี้
xxxxxxxxxxxxxu คือ ความเร็วต้น มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที (m/S)
xxxxxxxxxxxxxv คือ ความเร็วปลาย มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที (m/S)
xxxxxxxxxxxxxt คือ เวลา มีหน่วยเป็น วินาที (S)
xxxxxxxxxxxxxs คือ การกระจัด มีหน่วยเป็น เมตร (m)
xxxxxxxxxxxxxg คือ ความเร่งเนื่องจากความโน้มถ่วงของโลก มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที2
( )
จากการเคลื่อนที่อย่างอิสระของวัตถุ (Free Falling) เราสามารถพิจารณาจากการตกของวัตถุโดยไม่
มีแรงภายนอกมากระทา ดังนั้นค่าของความเร็วต้น (u) จะมีค่าเป็นศูนย์เสมอ และค่าของความเร่งในการ
เคลื่อนที่ (a) จะมีค่าเท่ากับความเร่งเนื่องจากความโน้มถ่วงของโลก (g) เสมอเช่นกัน
จากสมการการเคลื่อนที่อย่างอิสระของวัตถุ (Free Falling) จะเห็นได้ว่าไม่มีมวลของวัตถุ (m) มา
เกี่ยวข้องเลย ดังนั้นถ้ามวลต่างกันวัตถุจะตกถึงพื้นในเวลาที่เท่ากันเสมอ และการเคลื่อนที่อย่างอิสระของ
วัตถุ (Free Falling) ไม่ขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุ
จากเรื่องของการตกของวัตถุ สามารถสรุปได้ว่า
ในยุคแรก อาริสโตเติล เป็นผู้ให้แนวคิดเกี่ยวกับเรื่องของการตกว่า วัตถุมีมวลต่างกันจะใช้เวลาในการ
ตกถึงพื้นที่ต่างกัน วัตถุที่มีมวลมากกว่าจะตกถึงพื้นก่อน
ต่อมากาลิเลโอ ได้ทาการทดลองปล่อยวัตถุสองชิ้นจากยอดหอเอนปิซา วัตถุที่ปล่อยตกถึงพื้นในเวลา
พร้อมกัน ซึ่งเป็นทฤษฎีใหม่ที่หักล้างทฤษฎีของ อาริสโตเติล ที่ใช้กันมายาวนานกว่า 2,000 ปี
หลังจากนั้น เซอร์ไอแซก นิวตัน นาเอาหลักทฤษฎีของกาลิเลโอ มาประกอบหาเหตุผล และการ
คานวณ จนสามารถคิดค้นเป็น กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 3 ข้อ
นายธนกฤต เลิศล้า