Section 5.3 Rotating Observer - ภาควิชาฟิสิกส์ - มหาวิทยาลัยขอนแก่น

Classical Mechanics ระดับอุดมศึกษา 5 Rotating Coordinate 5-26
และได้มีการทดลองปล่อยลูกเหล็กให้หล่นในเหมืองซึ ่งลึก 188 เมตร เมื่อปี 1831 โดย F. Reich
พบว่ามีการเบนออกมาทางทิศตะวันออกโดยเฉลี่ยแล้ว 28 มิลลิเมตรจากจุดทิ้งดิ่ง (Marion and
Thornton, "Classical Dynamics of Particles and Systems")
เนื ้อหาในลําดับต่อไปนี ้ จะเป็นการเตรียมความพร้อมที่จะทําให้เราสามารถผนวกกลไกทาง
คณิตศาสตร์ เข้ากับหลักการทางฟิสิกส์เพื่อคํานวณระยะเบนออกดังกล่าว โดยที่กระบวนชุด
ความคิดที่เราจะได้บรรเลงต่อไปนี ้ เป็นท่วงทํานองเดียวกันกับที่นักฟิสิกส์ชั ้นครูอย่าง Newton ได้เคย
สําแดงไว้เมื่อราว 330 ปีที่ผ่านมา
Section 5.4 ผู ้สังเกตที่มีความเร่ง - Non Inertia Coordinate
ในการวิเคราะห์ถึงสมบัติของการเคลื่อนที่ของผีเสื ้อ ดังตัวอย่างโจทย์ที่ผ่านมา การหมุนของ Lisa
ซึ ่งอยู ่ในถานะ frame of reference มีผลกระทบต่อเส้นทางการบิน ที่สังเกตเห็น ตลอดจนความเร็ว
และความเร่ง ของผีเสื ้อขณะเคลื่อนที่
นอกจากการสังเกตแล้ว ผู้สังเกตยังจําเป็นต้องทํานายการเคลื่อนที่ของวัตถุ ภายใต้กรอบอ้างอิงที่
ตนเองกําหนดขึ ้น แน่นอนว่าในการทํานายการเคลื่อนที่ กฎของ Newton Fnet ma
เป็นสมการ
ชิ้นสําคัญที่จะทําให้เราสามารถสร้างสมการการเคลื่อนที่ เหมือนดังที่เราได้ศึกษามาแล้วในบทก่อนๆ
คําถามมีอยู ่ว่า กฎของ Newton ยังคงเป็นสมการที่เป็นจริงอยู ่ไม่ หากตัวผู้สังเกตเองมีการเคลื่อนที่
คําตอบที่ถูกต้องนั ้น เป็นได้ทั ้ง 1) ใช่ และ 2) ไม่ใช่ แล้วแต่กรณี
1) ใช่ ในกรณีที่ผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ หรืออีกนัยหนึ ่ง ความเร่งเป็นศูนย์ ในทาง
ฟิสิกส์เราเรียกผู้สังเกตลักษณะนี ้ว่า "inertia coordinate" ซึ ่งหมายถึง ผู้สังเกต หรือ กรอบอ้างอิงที่มี
ความเร็วคงที่
2) ไม่ใช่ ในกรณีที่ผู้สังเกตมีความเร่ง หรือที่เรียกว่า "non-inertia coordinate" ยกตัวอย่างเช่น ผู้
สังเกตอยู ่ภายในรถยนต์ที่กําลังเร่งเครื่องเมื่อสัญญาณจราจรสีเขียวปรากฏขึ ้น หรือผู้สังเกตยืนอยู ่บน
ม้าหมุน หรือแม้กระทั ้ง คนทุกคนบนโลกที่เฝ้ ามองการบินของนก ด้วยเหตุที่โลกหมุนรอบตัวเอง
ทําให้ตัวเราหมุนไปพร้อมๆกับโลก ส่งผลให้ผู้สังเกตมีความเร่งเข้าสู ่ศูนย์กลาง
Dr. Teepanis Chachiyo ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น teepanis@kku.ac.th Draft Jan 2011