ความแตกต่างระหว่างแรงและความเร็ว

แรงและความเร็วเป็นสองแนวคิดที่เกี่ยวข้องกันแต่ต่างกันในฟิสิกส์พื้นฐาน ความสัมพันธ์ของพวกเขาเป็นหนึ่งในสิ่งแรกที่นักศึกษาฟิสิกส์เรียนรู้ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษากฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แม้ว่าความเร็วจะไม่ปรากฏโดยเฉพาะในกฎของนิวตัน ความเร่งก็ปรากฏ และความเร่งเป็นตัววัดการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว

ในวิทยาศาสตร์กายภาพ แรงคือสิ่งที่กระทำต่อวัตถุโดยการผลักหรือดึง ถ้าแรงมากพอก็จะเปลี่ยนตำแหน่งหรือรูปร่างของวัตถุ แรงต่างๆ เช่น แรงเสียดทาน แรงต้านอากาศ และการสัมผัสทางกายภาพง่ายๆ สัมผัสวัตถุโดยตรง ในขณะที่แรงอย่างเช่น แรงโน้มถ่วง แม่เหล็ก และไฟฟ้าสถิตจะกระทำกับวัตถุจากระยะไกล แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ หมายความว่าคุณสามารถวัดทั้งความแรงและทิศทางของมันได้ สูตรการหาค่าแรงคือ แรง = มวลคูณความเร่ง เขียนเป็น f = ma

•••รูปภาพ George Doyle / Stockbyte / Getty

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ วิธีหนึ่งในการวัดความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่คือการหาความเร็วของวัตถุ ซึ่งเป็นอัตราที่วัตถุกำลังเปลี่ยนตำแหน่ง เช่นเดียวกับแรง ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ ดังนั้นจึงรวมทิศทางด้วย ในการหาความเร็วเฉลี่ยของวัตถุ ให้แบ่งการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งตามเวลาที่มีการเคลื่อนที่ และระบุทิศทางของวัตถุ ตัวอย่างเช่น ถ้ารถกำลังขับไปทางเหนือและในหนึ่งชั่วโมงรถเดินทาง 30 ไมล์ ความเร็วของมันคือ 30 ไมล์ต่อชั่วโมงทางทิศเหนือ

แรงและความเร็วเป็นแนวคิดที่เชื่อมโยงกัน อย่างหนึ่งกระทำต่ออีกสิ่งหนึ่ง แรงเป็นตัววัดพลัง มันทำให้สิ่งต่าง ๆ เกิดขึ้น ในทางกลับกัน ความเร็วเป็นคุณสมบัติที่วัตถุมี ใช้แรงกับวัตถุและความเร็วของวัตถุจะเปลี่ยนไป วิธีนี้ใช้ไม่ได้ผล คุณไม่สามารถใช้ความเร็วกับวัตถุและเปลี่ยนแรงของวัตถุได้ ความเร็วไม่กระทำต่อวัตถุ แรงผลักหรือดึงวัตถุ แต่ความเร็วเป็นเพียงบางสิ่งที่วัตถุมี

ทุกวัตถุมีความเร็วทุกขณะ ถ้าวัตถุไม่เคลื่อนที่ ความเร็วของวัตถุจะเป็นศูนย์ ตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน ไม่มีแรงกระทำกับวัตถุ ความเร็วของมันจะไม่เปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุเรียกว่าความเร่ง ซึ่งก็คือ "a" ใน f = ma เว้นแต่วัตถุจะเคลื่อนที่ในสุญญากาศ ก็จะมีแรงกระทำต่อวัตถุนั้นเสมอ และแรงทั้งหมดเหล่านี้รวมกันเรียกว่าแรงสุทธิ แรงสุทธิกระทำต่อวัตถุเพื่อเปลี่ยนความเร็วและทำให้เกิดความเร่ง