ขนาดและทิศทางของแรง
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 53.2K views



แรงเป็นปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง แรงจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ การแสดงขนาดและทิศทางของแรงสามารถทำได้โดยใช้ลูกศรแทน หรือที่เรียกว่า สัญลักษณ์ของปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งมีหลักการเขียนที่เป็นสากล

ภาพ : shutterstock.com

แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ เพราะมีทั้งขนาดและทิศทาง หน่วยของแรงในระบบ SI คือ นิวตัน (N) เราสามารถใช้ตาชั่งสปริงในการวัดขนาดของแรงได้ แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ จึงสามารถใช้เส้นตรงแทนแรงได้ โดยให้ความยาวของเส้นตรงแทนขนาดของแรง ทิศทางของเส้นตรงตามหัวลูกศรชี้ แทนทิศทางของแรง มักใช้สัญลักษณ์ F และ T แทนแรง

 

สัญลักษณ์ของปริมาณเวกเตอร์

การแสดงขนาดและทิศทางของปริมาณเวกเตอร์ จะใช้ลูกศรแทน โดยขนาดของปริมาณเวกเตอร์แทนด้วยความยาวของลูกศร และทิศทางของปริมาณเวกเตอร์ แทนด้วยทิศทางของหัวลูกศร สัญลักษณ์ของปริมาณเวกเตอร์ ใช้ตัวอักษรมีลูกศรครึ่งบนชี้จากซ้ายไปขวา แสดงปริมาณเวกเตอร์ ดังรูป​

จากรูป เวกเตอร์ F มีขนาด 5 หน่วย ไปทางทิศตะวันออก เวกเตอร์ A มีขนาด 4 หน่วย ไปทางทิศใต้

 

เวกเตอร์ที่เท่ากัน

เวกเตอร์ 2 เวกเตอร์จะเท่ากันก็ต่อเมื่อมีขนาดเท่ากันและทิศทางไปทางเดียวกัน ดังรูป​

จากรูป เวกเตอร์ A มีขนาด 4 หน่วย ไปทางทิศตะวันออก เวกเตอร์ B มีขนาด 4 หน่วย ไปทางทิศตะวันออก

 

เวกเตอร์ตรงกันข้าม

เวกเตอร์ 2 เวกเตอร์จะตรงกันข้ามก็ต่อเมื่อ เวกเตอร์ทั้งสองมีขนาดเท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม ดังรูป​

เวกเตอร์ C มีขนาด 4 หน่วย ไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ เวกเตอร์ D มีขนาด 4 หน่วย ไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ เวกเตอร์ C ตรงกันข้ามกับเวกเตอร์ D

เขียนเป็นสัญลักษณ์ ได้ว่า C=-D หรือ D=-C

 

การเขียนเวกเตอร์แสดงขนาดและทิศทางของแรง

       - กำหนดจุดที่แรงนั้นไปกระทำ
       - เขียนเส้นตรงตั้งต้นจากจุดนั้น โดยใช้มาตราส่วนความยาวของเส้นตรงแทนขนาดของแรง ให้เป็นมาตราส่วนเดียวกันโดยตลอด
       - เขียนหัวลูกศรแสดงทิศทางของแรงๆ นั้น ลงไปบนเส้นตรงที่เขียนขึ้น เส้นตรงที่เขียนขึ้นเรียกว่า เวกเตอร์ของแรงแรงนั้น บางครั้งจะเขียนเส้นตรงแทนแรง โดยเขียนเพียงขนาดและทิศทาง แต่ไม่ได้แสดงจุดที่แรงนั้นกระทำ

เวกเตอร์ของแรง 70 N