ฟิสิกส์

คำนวณแรง F = ma, น้ำหนัก W = mg, แรงเสียดทาน และแรงลัพธ์ (กฎของนิวตัน)

กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน: F = ma แรงลัพธ์ (นิวตัน) = มวล (kg) × ความเร่ง (m/s²) และน้ำหนัก W = mg โดย g = 9.81 m/s² บนโลก เช่น คนมวล 60 kg มีน้ำหนัก 60 × 9.81 = 588.6 N (≈ 60 kgf) ส่วนแรงเสียดทาน f = μN โดย N คือแรงตั้งฉาก เช่น กล่อง 20 kg บนพื้นราบ μ = 0.3 มีแรงเสียดทาน 0.3 × 196 = 58.8 N

อัปเดต ใช้ฟรี ไม่ต้องสมัครคำนวณในเครื่องของคุณ

โหมด
ต้องการหา
m/s²
kg
m/s²
ไม้บนไม้ ≈ 0.3, ยางบนถนนแห้ง ≈ 0.7, เหล็กบนเหล็ก ≈ 0.6, น้ำแข็ง ≈ 0.05
°
0 = พื้นราบ · N = mg cosθ
N
ใส่เพื่อหาแรงลัพธ์และความเร่งของวัตถุ
เช่น 50, -20, 30 หมายถึง 50 N ไปทางขวา 20 N ไปทางซ้าย 30 N ไปทางขวา
kg

ช่องตัวเลขพิมพ์สูตรได้ เช่น 25000*12 · ผลลัพธ์อัปเดตทันทีเมื่อแก้ตัวเลข

ผลลัพธ์

วิธีใช้แรงและกฎของนิวตัน F = ma

  1. เลือกโหมด: F = ma, น้ำหนัก, แรงเสียดทาน หรือแรงลัพธ์
  2. กรอกค่าที่รู้พร้อมเลือกหน่วย (N, kN, kgf / kg, g, ตัน) และค่า g (โลก ดวงจันทร์ ดาวอังคาร หรือกำหนดเอง)
  3. อ่านคำตอบพร้อมค่าในหน่วยอื่น วิธีทำทีละขั้น และตารางเปรียบเทียบ

สูตรแรงและกฎของนิวตัน

F = ma → m = F/a , a = F/m

W = mg (g = 9.81 m/s² บนโลก)

f = μN , บนพื้นราบ N = mg , บนพื้นเอียง N = mg cosθ

ΣF = F₁ + F₂ + … = ma (แรงทิศตรงข้ามเป็นลบ)

หน่วยแรง: 1 N = 1 kg·m/s² · 1 kN = 1,000 N · 1 kgf = 9.80665 N (น้ำหนักของมวล 1 kg บนโลก) · 1 dyn = 10⁻⁵ N

กฎของนิวตันใจความ
ข้อที่ 1 (ความเฉื่อย)ถ้าแรงลัพธ์เป็นศูนย์ วัตถุจะหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต่อไป
ข้อที่ 2แรงลัพธ์ทำให้เกิดความเร่งในทิศเดียวกับแรง ขนาด a = ΣF/m
ข้อที่ 3 (กิริยา–ปฏิกิริยา)แรงที่ A กระทำต่อ B เท่ากับแรงที่ B กระทำต่อ A แต่ทิศตรงข้าม

ตัวอย่างการคำนวณ

1) ผลักรถเข็นมวล 10 kg ให้มีความเร่ง 2 m/s² ต้องใช้แรงลัพธ์ F = 10 × 2 = 20 N

2) คนมวล 60 kg มีน้ำหนักบนโลก 60 × 9.81 = 588.6 N บนดวงจันทร์เพียง 60 × 1.62 = 97.2 N (มวลเท่าเดิม น้ำหนักเปลี่ยน)

3) กล่อง 20 kg บนพื้นราบ μ = 0.3 (g = 9.8): N = 20 × 9.8 = 196 N → f = 0.3 × 196 = 58.8 N ถ้าออกแรงดึง 100 N แรงลัพธ์ = 100 − 58.8 = 41.2 N → a = 41.2 ÷ 20 = 2.06 m/s²

มวลกับน้ำหนักต่างกันอย่างไร

มวล (kg) คือปริมาณเนื้อสารและความเฉื่อย มีค่าเท่าเดิมทุกที่ ส่วนน้ำหนัก (N) คือแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อมวล W = mg จึงเปลี่ยนตามค่า g ของดาวแต่ละดวง ตาชั่งบอก “กิโลกรัม” จริง ๆ แล้ววัดแรงกดแล้วหารด้วย g ของโลก หน่วย kgf (กิโลกรัมแรง) จึงนิยามให้ 1 kgf = น้ำหนักของมวล 1 kg = 9.80665 N

แรงเสียดทานสถิตกับจลน์

ขณะวัตถุยังไม่ขยับ แรงเสียดทานสถิตจะเท่ากับแรงที่ออก (ปรับค่าได้จนถึงค่าสูงสุด fs,max = μsN) เมื่อออกแรงเกินค่านี้วัตถุจึงเริ่มเคลื่อนที่ และแรงเสียดทานจลน์ fk = μkN มีค่าคงที่และมักน้อยกว่าสถิต โปรแกรมนี้ใช้ μ ค่าเดียวที่กรอก ถ้าแรงดึงน้อยกว่า μN บนพื้นราบ วัตถุจะยังไม่ขยับ

คำถามที่พบบ่อย

1 kgf เท่ากับกี่นิวตัน

1 kgf = 9.80665 N (ปัดเป็น 9.81 N) ดังนั้น 100 kgf ≈ 981 N และ 1 N ≈ 0.102 kgf

g ควรใช้ 9.8 หรือ 9.81 หรือ 10

ค่ามาตรฐานคือ 9.80665 m/s² ข้อสอบไทยมักกำหนด 9.8 หรือ 10 เพื่อให้คำนวณง่าย ให้ใช้ค่าตามที่โจทย์กำหนด โปรแกรมนี้เลือกได้ทั้งสามค่า

แรงลัพธ์เป็นศูนย์แปลว่าวัตถุหยุดนิ่งใช่ไหม

ไม่จำเป็น แรงลัพธ์ศูนย์แปลว่าความเร่งเป็นศูนย์ วัตถุอาจหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ก็ได้ (กฎข้อที่ 1)

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีหน่วยไหม

ไม่มี เพราะเป็นอัตราส่วนระหว่างแรงเสียดทานกับแรงตั้งฉาก ค่าทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.05 (น้ำแข็ง) ถึงประมาณ 1 (ยางบนคอนกรีตแห้ง)

แหล่งอ้างอิง

เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง