แรงบิด

นานมากแล้วมีเรื่องเล่าอยู่เรื่องหนึ่งว่า มีน้อตตัวหนึ่งที่ติดสนิมจนฝืด เป็นทีของ นายแอนวิลมือไข ที่เข้าไปจัดการกับน้อตที่ฝืดนั่น ตำนานโบราณยังกล่าวไว้ด้วยว่า หากใครสามารถขันเอาน้อตที่ทั้งแข็ง และหนานี้ออกได้ จะได้เป็นราชา ดังนั้นจึงมีช่างทั้งอาณาจักร พยายามจะขันน้อตตัวนี้ออกมา เพราะต้องการครอบครองบัลลังก์ แต่ไม่มีใครแข็งแรงพอจะทำให้มัน ขยับได้เลยสักคนเดียว แต่ทว่าด้วยความเจ้าเล่ห์ประกอบกับความรู้ ทำให้มีคนขันเอาน้อตออกมาได้ เขาชื่อว่าอาเธอร์ สิ่งที่เขาใช้คือไขควงชนิดยาวพิเศษ บัดนี้บัลลังก์ราชาเป็นของเจ้าแล้ว เขาได้กลายเป็นพระราชาของ อาณาจักรนี้โดยชอบธรรม โอ้ หยุดตรงนี้ก่อน มันจะง่ายขึ้นเหรอถ้าใช้ไขควงที่ยาวกว่า ไขควงทั่วไปน่ะ แน่นอน แต่ว่าดูเจ้าพวก กล้ามโตนั่นก่อนเถอะ ไม่มีทางเลยที่อาเธอร์จะ ออกแรงได้มากกว่าคนพวกนั้น และเขาก็ไม่มีทางทำได้ด้วย แต่นี่มันไม่เกี่ยวกับแรงเลยนะ โมเมนต์ของแรงต่างหากที่ทำ ถูกต้องแล้ว ช่างคนอื่นๆน่ะตัวใหญ่กว่า อาเธอร์ตั้งเยอะ แถมยังออกแรงขันน้อตมากกว่าเขาอีก แต่เพราะว่าไขควงของอาเธอร์มีขนาด ที่ยาวกว่ามากไง โมเมนต์ของแรงที่ได้จึงมากกว่า ช่วยอธิบายให้ฉันฟังเพิ่มอีกหน่อยได้ไหม ฉันจะอธิบายให้ฟังนะ โมเมนต์ของแรงที่รอบจุดหมุน จะเท่ากับแรงที่ใช้ คูณด้วยระยะจากจุดหมุนถึงแนวแรง โมเมนต์ของแรงรอบๆจุด A จึงเท่ากับระยะ คูณกับแรง และถ้าระยะที่ว่าเท่ากับ 0.1 เมตร และขนาดของแรงเท่ากับ 1,000 นิวตัน ค่าโมเมนต์ของแรงจะเป็นเท่าไหร่? ใช่แล้ว เราต้องเอา 0.1 ไปคูณกับ 1,000 จะเท่ากับ 100 นี่ไง คำตอบคือ 100 นิวตันเมตร หน่วยที่เราใช้กันคือนิวตันเมตรนะ - ตอนนี้ไปดูที่ไขควงกันต่อได้หรือยัง - ไปสิ ตอนนี้น้อตกลายเป็นจุดหมุนไปแล้ว และความยาวของไขควงก็อยู่ที่ 0.1 เมตร แต่ท่านเซอร์ตกกระป๋องนี่ ก็แข็งแรงได้ใจอยู่นะ เขาหมุนประแจด้วยแรง 1,000 นิวตัน ใช่ ดูเหมือนเขาชิวมากเลย ก็เขาแข็งแรงออกขนาดนั้น เขาออกแรงดึงไขควงไปเยอะมากนะ ว่าแต่โมเมนต์ของแรงที่รอบน้อต มีค่าเท่าไหร่ล่ะ? ก็เอา 0.1 เมตรคูณกับ 1,000 นิวตัน - แล้วคำตอบก็จะเท่ากับ 100 นิวตันเมตรไง - ถูกต้องเลย ทีนี้เราจะเอาไขควงของอาเธอร์มา เปรียบเทียบดูบ้าง อาเธอร์ค่อนข้างจะอ่อนแอและ ใช้แรงกับไขควงไปแค่ 250 นิวตันเท่านั้น แต่ไขควงที่เขามีน่ะยาวตั้ง 0.5 เมตรแน่ะ นั่นไง โอเค ดังนั้นโมเมนต์ของแรงจึงเท่ากับ 0.5 เมตรคูณกับ 250 นิวตัน ซึ่งคำตอบก็คือ 125 นิวตันเมตรนั่นเอง ใช่ ทีนี้เข้าใจหรือยังล่ะ? อาเธอร์หมุนมันด้วยโมเมนต์ของแรง ที่มากกว่าท่านเซอร์ตกกระป๋อง 125 นิวตันเมตรเนี่ย มันมากกว่า 100 นิวตันเมตรอีกนะ และมันก็มากพอที่จะทำให้น้อต ถูกขันออกมาได้ ฉันเข้าใจแล้วล่ะ และนี่ก็คือเหตุผลว่าทำไมเราจึงสามารถเล่น ไม้กระดกกับคนที่หนักกว่าเราถึง 3 เท่า นี่คุณกำลังพูดเรื่องอะไรอีกเนี่ย งั้นดูนี่ ฉันเคยเล่นกับพ่อแบบนี้ เล่นกระดานหกนี่ตอนที่ฉันยังเด็ก สมดุลกลแบบสมบูรณ์จะเกิดขึ้นได้ แม้ว่าพ่อจะหนักมากกว่าฉัน 3 เท่าก็ตาม ก็เข้าใจ แต่ทำไมต้องเป็นสมดุลกลด้วยล่ะ? เรายังอยู่กันที่โมเมนต์ของแรงนะ เมื่อเอา 3 เมตรไปคูณกับ 250 นิวตัน แรงจากฝั่งของฉันจะเท่ากับ 750 นิวตัน แล้วทางฝั่งของพ่อ คือเอา 1 เมตรคูณด้วย 750 นิวตัน ก็จะได้ออกมาเป็น 750 นิวตันเมตร นั่นเป็นโมเมนต์ของแรงที่เท่ากัน เราถึงอยู่ในสมดุลกลบนกระดานหกนี่ไง แล้วจะเกิดอะไรขึ้นถ้าพ่อของนาย ขยับตัว เข้ามาหาจุดศูนย์กลางของกระดานหก - ฉันรู้ - ฉันก็รู้ แล้วพวกคุณล่ะรู้หรือเปล่า มงกุฎเป็นของคุณแล้วอาเธอร์ ขอบคุณสำหรับความรู้ ความเจ้าเล่ห์ และ... โมเมนต์ของแรงด้วยนะ