Newton's 3 Laws, with a bicycle - Joshua Manley

Translator: Pongsakorn Puavaranukroh Reviewer: Rawee Ma

Have you ever noticed that it's harder to start pedaling your bicycle

คุณเคยสังเกตไหมว่าเวลาขี่จักรยาน ตอนเริ่มออกตัวจึงลำบากกว่า

than it is to ride at a constant speed?

เทียบกับเมื่อตอนที่จักรยานแล่นฉิวแล้ว?

Or wondered what causes your bicycle to move?

หรือ เคยสงสัยไหมว่าอะไรทำให้จักรยานคุณเคลื่อนที่ได้?

Or thought about why it goes forward instead of backwards or sideways?

หรือ ทำไมมันถึงแล่นไปข้างหน้า แทนที่จะถอยหลังหรือแล่นไปด้านข้างแทน?

Perhaps not, and you wouldn't be alone.

ถ้าเกิดไม่รู้ ก็ไม่ใช่แค่คุณคนเดียวหรอก

It wasn't until the 17th century

ไม่จนกระทั่ง ศตวรรษที่ 17

that Isaac Newton described the fundamental laws of motion

เมื่อไอแซก นิวตัน (Isaac Newton)ได้อธิบาย ถึงกฏการเคลื่อนที่ของวัตถุ

and we understood the answer to these three questions.

จนเราเข้าใจคำตอบของคำถามทั้ง 3 ข้อนั้น

What Newton recognized was that things tend to keep on doing

สิ่งที่นิวตันค้นพบก็คือ วัตถุต่างๆจะรักษาสภาวะ

what they are already doing. So when your bicycle is stopped,

ของสิ่งที่มันกำลังทำอยู่ ถ้าเกิดจักรยานคุณหยุดอยู่กับที่

it stays stopped, and when it is going,

มันก็จะยังคงหยุดอยู่กับที่อย่างนั้น และเมื่อมันเคลื่อนที่

it stays going.

มันก็จะคงเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ

Objects in motion tend to stay in motion

วัตถุที่เคลื่อนที่มีจะรักษาสภาวะการเคลื่อนที่เอาไว้

and objects at rest tend to stay at rest.

วัตถุที่หยุดนิ่งก็จะรักษาสภาวะที่หยุดนิ่งต่อไป

That's Newton's First Law.

นี่คือกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันข้อที่ 1

Physicists call it the Law of Inertia, which is a fancy way of saying

นักฟิสิกส์เรียกมันเท่ๆว่า กฎของความเฉื่อย (Law of Inertia)

that moving objects don't spontaneously speed up, slow down, or change direction.

โดยธรรมชาติแล้ว วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ จะไม่เพิ่ม/ลดความเร็ว หรือเปลี่ยนทิศทางเอง

It is this inertia that you must overcome to get your bicycle moving.

โดยคุณต้องเอาชนะแรงเฉื่อยนี่เอง ในการทำให้จักรยานคุณแล่น

Now you know that you have to overcome inertia to get your bicycle moving,

ทีนี้คุณรู้แล้วนะว่าคุณต้องเอาชนะแรงเฉื่อย เพื่อทำให้จักรยานแล่นได้

but what is it that allows you to overcome it?

แต่อะไรที่ทำให้คุณเอาชนะแรงเฉื่อยได้ล่ะ?

Well, the answer is explained by Newton's Second Law.

คำตอบถูกอธิบายโดย กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันข้อที่ 2

In mathematical terms, Newton's Second Law says

ซิ่งกล่าวไว้ในรูปของสมการคณิตศาสตร์ว่า

that force is the product of mass times acceleration.

แรงเป็นผลมาจาก มวลคูณกับความเร่ง

To cause an object to accelerate, or speed up,

การทำให้วัตถุเกิดความเร่ง หรือเพิ่มความเร็ว

a force must be applied.

คุณต้องออกแรง

The more force you apply,

ยิ่งออกแรงมากเท่าไร

the quicker you accelerate. And the more mass your bicycle has,

ความเร่งก็มากขึ้นเท่านั้น และยิ่งมวลของรถจักรยานมีมากเท่าไร

and the more mass you have too,

ซึ่งรวมถึงมวลตัวคุณด้วย

the more force you have to use to accelerate at the same rate.

ก็ยิ่งต้องออกแรงมากขึ้น ในการทำให้เกิดความเร่งที่อัตราเดียวกัน

This is why it would be really difficult to pedal a 10,000 pound bicycle.

นี่จึงเป็นเหตุผลว่า ทำไมจักรยานหนัก 10,000ปอนด์จึงถีบได้ยากนัก

And it is this force, which is applied by your legs pushing down on the pedals,

ซึ่งแรงจากขาคุณตอนที่ถีบบันไดจักรยานนี่แหละ

that allows you to overcome Newton's Law of Inertia.

ที่ทำให้คุณเอาชนะแรงเฉื่อยของนิวตันได้

The harder you push down on the pedals, the bigger the force

เกียร์ยิ่งหนักมากเท่าไร แรงที่ออกก็ยิ่งมากเท่านั้น

and the quicker you accelerate.

และก็ยิ่งออกตัวเร็วขึ้นเช่นกัน

Now on to the final question:

ทีนี้ก็มาดูคำถามสุดท้าย:

When you do get your bike moving,

เมื่อคุณถีบจักรยาน

why does it go forward?

ทำไมมันถึงแล่นไปข้างหน้า?

According to Newton's Third Law, for every action,

จากกฎการเคลื่อนที่ข้อ3ของนิวตัน สำหรับทุกแรงกิริยา (action)

there is an equal and opposite reaction.

ก็จะเกิดแรงปฏิกิริยา(reaction)ที่มีขนาดเท่ากัน ในทิศตรงกันข้าม

To understand this, think about what happens when you drop a bouncy ball.

เพื่อให้เข้าใจ ลองนึกถึงเวลาคุณปล่อยลูกบอลตกลงมา

As the bouncy ball hits the floor,

ขณะที่บอลกระทบกับพื้น

it causes a downward force on the floor.

มันทำให้เกิดแรงกระทำต่อพื้น(ทิศลง)

This is the action.

นี่คือแรงกิริยา

The floor reacts by pushing on the ball with the same force,

ส่วนพื้นก็จะตอบสนองโดยการ ผลักบอลกลับด้วยแรงเท่ากัน

but in the opposite direction, upward,

แต่ในทิศตรงกันข้าม(ทิศขึ้น)

causing it to bounce back up to you.

ทำให้บอลกระเด้งกลับมาที่คุณ

Together, the floor and the ball form what's called

แรงทั้งสองรวมกันทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า คู่แรงกิริยา/แรงปฏิกิริยา

the action/reaction pair. When it comes to your bicycle,

เมื่อเอามามันใช้กับจักรยานคุณ มันจะยุ่งยากเล็กน้อย

it is a little more complicated. As your bicycle wheels spin

โดยขณะที่ล้อจักรยานหมุนตามเข็มนาฬิกา

clockwise, the parts of each tire touching the ground

หน้ายางที่สัมผัสกับพื้น

push backwards against the Earth:

ก็จะออกแรงผลักพื้นโลกไปทางข้างหลัง

the actions. The ground pushes forward with the same force

หรือก็คือ แรงกิริยา ส่วนพื้นโลกจะออกแรงผลักไปข้างหน้า

against each of your tires: the reactions.

กระทำต่อล้อแต่ละอัน หรือก็คือ แรงปฏิกิริยา

Since you have two bicycle tires, each one forms an action/reaction pair

เพราะว่าจักรยานคุณมีสองล้อ ซึ่งแต่ละล้อก็จะเกิดคู่แรงกิริยา/ปฏิกิริยากับพื้นโลก

with the ground. And since the Earth is really, really, really big

และเนื่องจากโลกนั้นมีขนาดใหญ่มากๆ

compared to your bicycle, it barely moves

เมื่อเทียบกับจักรยาน โลกจึงแทบไม่ขยับ

from the force caused by your bicycle tires pushing backwards,

จากแรงที่ล้อจักรยานผลักมันไปด้านหลัง

but you are propelled forward.

แต่เป็นคุณนั่นแหละ ที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้า