5.3 มวล

      ลองนึกถึงการเล่นบาสเกตบอล หรือโบล์ลิ่ง ซึ่งบอลที่ถูกเล่นนั้น มันพยายามรักษาการเคลื่อนที่เพื่อไปสู่เป้าหมาย ก็คือ การลงห่วง หรือกลิ่งไปโดนพินให้ล้ม

รูปการเล่นบาสเกตบอล

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      ซึ่งลูกบาสเกตบอลที่จะให้มันไปได้นั้น ต้องใช้ความพยายามอย่างมากที่จะโยนมัน

รูปการเล่นโบล์ลิ่ง

       ส่วนในลูกโบลล์ลิ่งต้องใช้ความพยายามมากยิ่งขึ้น เพราะลูกโบล์ลิ่งต้องกลิ้งไปกับพื้น ทำให้มีความต้านทานที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเร็วของมันมากกว่าลูกบาสเกตบอล ดังนั้น เราจะมีวิธีที่จะประมาณแนวคิดนี้ได้หรือไม่

      มวล (Mass) เป็นคุณสมบัติหนึ่งของวัตถุที่ระบุถึงการเกิดความต้านทานขึ้นกับวัตถุจนทำให้มีการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว หน่วยของมวลในหน่วยเอสไอ ก็คือ กิโลกรัม การทดลองที่แสดงให้เห็นว่ามวลของวัตถุที่มาก หากมีแรงมากระทำไม่มากพอก็จะทำให้เกิดความเร่งขึ้นน้อย

                เพื่ออธิบายมวลในเชิงปริมาณ เราทำการทดลองในการเปรียบเทียบความเร่งที่ได้จากการใส่แรงในวัตถุที่แตกต่างกัน สมมติว่าเป็นแรงที่กระทำต่อวัตถุที่มีมวล m₁ จนเกิดการเปลี่ยนแปลงในการเคลื่อนที่ของวัตถุ ทำให้เราสามารถวัดปริมาณความเร่งของวัตถุ a₁  ได้ และแรงเดียวกันกระทำบนวัตถุมวล m₂ จนมันเกิดความเร่ง a₂  อัตราส่วนของมวลทั้งสอง คืออัตราผกผันของขนาดของความเร่งที่ได้จากการกระทำของแรง

รูปสมการ 5.1

รูปการออกแรงกับมวลที่แตกต่างกัน ความเร่งก็จะแตกต่างกัน

      ยกตัวอย่าง หากให้แรงกระทำกับวัตถุที่มีมวล 3 กิโลกรัมจนมันเคลื่อนที่แล้วเกิดความเร่ง 4 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง แล้วถ้าหากใช้แรงขนาดเดียวกันไปกระทำกับมวลของวัตถุ 6 กิโลกรัมจนวัตถุเคลื่อนที่เกิดความเร่ง 2 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง เป็นต้น

      เราสรุปได้ว่า ขนาดของความเร่งของวัตถุเป็นสัดส่วนผกผันต่อมวลของมันเมื่อกระทำโดยแรงที่ให้ หากวัตถุหนึ่งมีมวลที่ทราบ มวลของอีกวัตถุสามารถได้จากการวัดความเร่ง

      มวลเป็นคุณสมบัติตามธรรมชาติของวัตถุ มันเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อมของวัตถุ และวิธีการที่ใช้วัดมัน มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ และทำให้สามารถปฏิบัติไปตามกฎทางคณิตศาสตร์ ยกตัวอย่างเช่น หากเรารวมมวล 3 กิโลกรัม กับ 5 กิโลกรัม รวมกันเป็น 8 กิโลกรัม

      ผลที่ได้นี้สามารถนำมาตรวจสอบ โดยการทดลองเปรียบเทียบกับอัตราเร่ง โดยใช้แรงกระทำหลากหลายขนาด จนเกิดความเร่งที่แตกต่างกันไปของวัตถุ

      มวล กับน้ำหนัก มันคนละเรื่องกันไม่ควรใช้แทนกันจนเกิดความสับสน มวล และน้ำหนักทั้งสองจะเป็นปริมาณที่มีความแตกต่างกัน

      โดยน้ำหนักของวัตถุจะมีความเร่งโน้มถ่วงเข้ามาเกี่ยวข้อง ความเร่งโน้มถ่วงจะมีค่าอยู่ที่เท่าใดมักจะขึ้นอยู่กับแรงภายนอกที่กระทำต่อวัตถุ และขึ้นอยู่กับสถานที่ (จะได้อธิบายรายละเอียดที่หัวข้อ 5.5) ยกตัวอย่างเช่น คน ๆ หนึ่งมีน้ำหนัก 180 ปอนด์ที่วัดบนโลก แต่พอไปวัดบนดวงจันท์มีน้ำหนักเพียง 30 ปอนด์

รูปความแตกต่างของน้ำหนักที่วัดได้บนโลก กับบนดวงจันทร์ในขณะที่มวลยังคงเหมือนเดิม

      ซึ่งต่างตรงข้ามกับมวล โดยมวลของวัตถุจะเหมือนกันในทุก ๆ แห่ง เช่น เมื่ออยู่บนโลกวัตถุมีมวล 2 กิโลกรัม และเมื่อนำไปวัดบนดวงจันทร์ มวลก็ยังเป็น 2 กิโลกรัมเหมือนเดิม

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ความมหัศจรรย์หลาย ๆ อย่าง

ที่เกิดขึ้นมาในโลกนี้

เริ่มต้นมาจากฝันกลางวันของคนบางคนนี่แหละ”