แรง (Force) คือ สิ่งที่ทำให้วัตถุเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพ เช่น เปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่,เปลี่ยนแปลงขนาดความเร็ว, เปลี่ยนแปลงรูปทรงเป็นต้น
แรง เขียนย่อเป็นตัวภาษาอังกฤษได้เป็น F
แรง มีหน่วยเป็น นิวตัน
คือ แรงดึงดูดที่โลกดึงวัตถุเข้าหาโลก
เซอร์ไอแซค นิวตัน เกิดความสงสัยว่าทำไมผลแอปเปิ้ลจึงหล่นพื้น ไม่ลอยขึ้น เขาคิดว่าต้องมีแรงอะไรบางอย่างมากระทำกับลูกแอปเปิ้ล และก็น่าจะเป็นแรงเดียวกับแรงที่ดึงดวงจันทร์ไว้ ทำให้ดวงจันทร์โคจรรอบโลก
แรงดึงดูดของโลกมากน้อยขึ้นตามขนาดของมวล น้ำหนักคือแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุ
People vector created by Brgfx - Freepik.com,Designed by Freepik,
คือ แรงที่ต้านทานการเคลื่อนที่ จะเกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุ 2 ชิ้น
จากรูปจะเห็นว่า ยิ่งน้ำหนักมากทำให้แรงกดที่ตั้งฉากกับผิวสัมผัสเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้แรงเสียดทานเพิ่มมากขึ้นเวลาดึงจึงต้องออกแรงดึงมากขึ้นเพื่อให้วัตถุเคลื่อนที่
ถ้าวัตถุมีขนาดเท่ากัน ดึงบนพื้นผิวต่างกันจะพบว่า ผิวเรียบออกแรงดึงน้อยกว่าเพราะมีแรงเสียดทานน้อยกว่า
| ตัวอย่างการลดแรงเสียดทาน | ตัวอย่างการเพิ่มแรงเสียดทาน |
|---|---|
| 1. การใช้น้ำมันหล่อลื่นหรือจารบี | 1. การออกแบบดอกยางรถยนต์ |
| 2. การออกรูปร่างให้เพรียวลม | 2. การปูพื้นด้วยวัสดุที่มีผิวสัมผัสหยาบ |
| 3. การใช้ระบบลูกปืนในอุปกรณ์ | 3. การออกแบบพื้นยางรองเท้า |
จากภาพเมื่อนำวัตถุไปชั่งในอากาศจะหนักกว่าวัตถุที่ชั่งในน้ำ (วัตถุเดียวกัน) แสดงว่ามีแรงบางอย่างมาช่วยพยุงวัตถุไว้ แรงนั้นคือ “แรงลอยตัว”
ตามหลักของอาร์คิมีดีส (Archimedes’Principle) แรงลอยตัวหมายถึง แรงพยุงที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุมีขนาดเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมในของเหลว
จากสูตรแรงลอยตัว ถ้านำวัตถุไปลอยในของเหลวชนิดเดียวัน (ความหนาแน่นของของเหลวเท่ากัน)
แรงลอยตัวจะขึ้นกับ ปริมาตรของวัตถุส่วนที่จม ยิ่งปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมมาก แรงลอยตัวก็จะมีค่ามากขึ้น
จากรูป ขนาดของแรงลอยตัว C = D > B > A
เนื่องจาก ปริมาตรส่วนที่จมของ C เท่ากับ D แต่มากกว่า A และ B
จากสูตรแรงลอยตัว ถ้านำวัตถุเดียวกันไปลอยในของเหลวต่างชนิดซึ่งมีความหนาแน่นต่างกัน
แรงลอยตัวจะขึ้นกับ ความหนาแน่นของของเหลว ยิ่งมีความหนาแน่นมาก แรงลอยตัวก็ยิ่งมีค่ามากขึ้น
ถ้าวัตถุมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลว (Dวัตถุ < D ของเหลว ) ---> วัตถุจะลอย
ถ้าวัตถุมีความหนาแน่นเท่ากับของเหลว (Dวัตถุ = D ของเหลว ) ---> วัตถุจะอยู่ระดับเดียวกับของเหลว
ถ้าวัตถุมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลว (Dวัตถุ < D ของเหลว ) ---> วัตถุจะจม
