ใบความรู้ที่ 35
เรื่อง แรงดึงดูดของโลก
แรงดึงดูดของโลก
แรงดึงดูดของโลกเป็นแรงที่เกิดจากโลกออกแรงดึงดูดวัตถุต่างๆ ให้ไปยังจุดศูนย์กลางของโลก โดยแรงนี้จะกระทำต่อวัตถุต่างๆ อยู่ตลอดเวลา

น้ำหนัก
วัตถุต่างๆ ที่อยู่บนโลกมีน้ำหนัก ที่กล่าวว่ามีน้ำหนักนั้นเนื่องจาก แรงดึงดูดของโลกดึงดูดวัตถุให้ตกลงมายังพื้นโลก เมื่อกล่าวถึงน้ำหนักก็จะต้องกล่าวถึงมวลด้วย มวลและน้ำหนักไม่ใช่สิ่งเดียวกัน

มวล คือ ปริมาณของสารในวัตถุ
น้ำหนัก คือ แรงเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุ




ถ้าให้ m1 เป็นมวลของวัตถุ
m2 เป็นมวลของโลก
R เป็นระยะห่างจากจุดศูนย์กลางโลกถึงวัตถุ
F เป็นแรงดึงดูดระหว่างมวลของโลกและวัตถุ


หรือจะได้ว่า
F =Gm1M2/R2
G คือ ค่าคงตัวความโน้มถ่วงสากล มีค่า 6.67 × 10-11 Nm2/ kg2

นํ้าหนักของวัตถุชิ้นหนึ่งๆ เมื่อชั่งในบริเวณต่างกันจะมีค่าต่างกัน โดยนํ้าหนักของมวล
1 กิโลกรัมที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรมีค่าประมาณ 9.78 นิวตัน ในขณะที่นํ้ าหนักของมวล 1 กิโลกรัม
ที่บริเวณขั้วโลกมีค่าประมาณ 9.83 นิวตัน

ถ้าวัตถุมีมวลมากแล้ว โลกก็จะต้องออกแรงดึงดูดวัตถุนั้นมากด้วย วัตถุที่มีขนาดใหญ่นั้นก็จะมีน้ำหนักมากตามไปด้วย ในทำนองเดียวกันถ้าวัตถุนั้นมีมวลน้อย โลกก็จะออกแรงดึงดูดวัตถุนั้นน้อย วัตถุที่มีขนาดเบา ก็จะมีน้ำหนักน้อยเช่นกัน
น้ำหนัก คือแรงเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกกระทำต่อวัตถุ ยกตัวอย่างเช่น เมื่อเราแขวนแอบเปิ้ลที่ตะขอของเครื่องชั่งสปริงแบบแขวน น้ำหนักของแอปเปิ้ลจะกรทำต่อสปริง แรงที่เกิดจากน้ำหนักของผลแอบเปิลจะกรทำต่อสปริงทำให้สปริงเปลี่ยนรูปร่างและขนาดได้

มนุษย์รู้จักธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงของโลกมาเป็นเวลานานแล้ว และได้พัฒนาเครื่องมือ เครื่องใช้ ตลอดจนอุปกรณ์ต่างๆ ที่จะใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วง เช่น การใช้สามเกอตอกเสาเข็มซึ่งต่อมาได้พัฒนามาเป็นปั้นจั่น การใช้ประโยชน์จากการไหลของน้ำจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า การเล่นไม้ลื่นหรือกระดานลื่นก็อาศัยน้ำหนักตัวเรา ทำให้เคลื่อนที่ลงมาตามไม้ลื่นได้
การพัฒนารูปร่างของยานพาหนะก็ต้องคำนึงถึงน้ำหนักของยานพาหนะและน้ำหนักของสัมภาระที่จะบรรทุกด้วย เพราะถ้าบรรทุกน้ำหนักมาก พลังงานที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของยานพาหนะก็จะสิ้นเปลืองมากด้วย การยกของและการเดินขึ้นสู่ที่สูงต้องออกแรงเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก จึงมีการพัฒนาเครื่องมือและอุปกรณ์ช่วยผ่อนแรง หรืออำนวยความสะดวก เช่น รอก ลิฟท์ เพื่อช่วยในการเคลื่อนที่ขึ้นสู่ที่สูงทำได้สะดวกและง่ายขึ้น

คำชี้แจง จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว
1.ข้อใดต่อไปนี้กล่าวได้ถูกต้อง
ก.แรงดึงดูดของโลกทำให้วัตถุตกสู่พื้นโลกเสมอ
ข.ทุกตำแหน่งบนพื้นโลกมีค่าแรงโน้มถ่วงเท่ากัน
ค.แรงดึงดูดที่โลกกระทำต่อวัตถุขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุ
ง. ถูกทั้งข้อ ก และ ค
2.ข้อใดต่อไปนี้กล่าวได้ถูกต้อง
ก.แรงดึงดูดของโลกมีทิศเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก
ข.มวลของสารไม่ขึ้นกับเนื้อของสาร
ค.น้ำหนักของวัตถุเท่ากับมวลของวัตถุเสมอ
ง.ถูกทุกข้อ
3.ข้อใดต่อไปนี้กล่าวได้ถูกต้อง
ก.ค่าแรงดึงดูดของโลกมีค่าเท่ากับ 9.8 เมตร/วินาที2
ข. มวล คือ ปริมาณของสารในวัตถุ
ค. น้ำหนัก คือ แรงเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุ
ง. ถูกทุกข้อ
4.ข้อใดเป็นประโยชน์ของแรงโน้มถ่วง
ก.การใช้ปั่นจั่นตอกเสาเข็ม
ข.การเล่นไม้ลื่นหรือกระดานลื่น
ค.การผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังน้ำ
ง.ถูกทุกข้อ
5.การกระทำข้องมนุษย์ในข้อใดมีวัตถุประสงค์เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก
ก.การสร้างลิฟท์
ข.การสร้างบ้าน
ค.การใช้รถยนต์เพื่ออำนวยความสะดวก
ง.การเดินทางโดยเรือข้ามฟาก