แรงโน้มถ่วงของโลก ปรากฏการณ์ และการประยุกต์ใช้
แรงโน้มถ่วง (Gravitational force)
แรงโน้มถ่วงของโลกเป็นแรงซึ่งโลกกระทำต่อวัตถุทุกชิ้น
โดยมีทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางโลก
เป็นแรงที่ยึดเหนี่ยววัตถุให้ติดอยู่กับพื้นโลก
มิฉนั้นวัตถุหรือแม้กระทั้งบรรยากาศจะหลุดปลิวไปในอากาส
นิวตันได้ค้นพบธรรมชาติพื้นฐานของแรงดึงดูดโน้มถ่วงระหว่างวัตถุใดๆ
สองวัตถุ นิวตันตีพิมพ์กฏความโน้มถ่วงพร้อมกับกฏการเคลื่อนที่ 3ข้อของเขา
ในปี ค.ศ.1687 เราอาจแถลงกฏนี้ได้ดังนี้
"ทุกอนุภาคสสารนี้เอกภพดึงดูดทุกอนุภาคอื่นด้วยแรงซึ่งแปรผันตรงกับผลคูณ
ของมวลของอนุภาคและแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอนุภาคทั้งสอง
นั้น"
(อ้างอิงรูปภาพ : ray-wat.blogspol.com)
วัตถุมีมวล m จะมีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อวัตถุขนาดเท่ากัน
F = mg
เมื่อ g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก
= 9.81 m/s.s
ถ้า m มีหน่วยเป็นกิโลกรัม
F จะมีหน่วยเป็นนิวตัน
แรง F นี้คือสิ่งที่เรามักเรียกว่า
"น้ำหนัก" (Weight) เนื่องจาก g มีค่าเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งต่างๆ ของโลก
แรง F จึงมีค่าเปลี่ยนไปด้วยเล็กน้อย
มนุษอวกาศที่อยู่บนดวงจันทร์ (g=1.6 m/s.s) จะมีน้ำหนักน้อยกว่าขนาดที่อยู่บนโลกประมาณ 1/6 เท่า
ในอวกาศ g มีค่าเป็น 0 แรง F จึงมีค่าเป็นศูนย์ด้วย นี่คือสภาพที่เรียกว่า "ไร้น้ำหนัก"
(อ้างอิง :
หนังสือฟิสิกส์วิทยาศาสตร์ชีวภาพ Life Science Physics, ชัยวิทย์
ศิลาวัชนาไนย ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2527,
หนังสือฟิสิกส์ระดับอุดมศึกษา เล่ม 1, Hugt D.Young Roger A.Freedman,
ปิยพงษ์ สิทธิคง แปลและเรียบเรียง, 2547 )
ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงโลก
การพังทลายของดินกับแรงโน้มถ่วงของโลก
ปัจจัยที่ทำให้เกิดการพังทลายของดิน ได้แก่ แผ่นดินไหว มนุษย์ สัตว์ น้ำ
ลม และแรงโน้มถ่วงของโลก แรงโน้มถ่วงของโลกมีผลทำให้เกิดการพังทลายของดิน
ซึ่งพบได้จากบริเวณที่มีความลาดชันสูง เมื่อมีฝนตกหนักจนดินอิ่มตัว
ทำให้แรงยึดตัวของดินมีน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลก
ดินที่อิ่มตัวด้วยน้ำจะเคลื่อนที่จากที่สูงลงสู่ที่ต่ำตามแรงดึงดูดของโลก
เกิดดินเลื่อนหรือดินถล่มเป็นต้น
(อ้างอิง : http://cw.rmui.ac.th ปฐพีวิทยาเบื้องต้น)
การหย่อนคล้อยของผิวหนังกับแรงโน้มถ่วงโลก
เมื่อเข้าสู่วัยสูงอายุเราจะพบว่าผิวหนังเกิดการเหี่ยวย่น หย่อนคล้อย
หน้าอกหย่อนยานไม่คงรูป เนื่องจากการเสื่อมสภาพของเซลล์ผิวหนัง
และอีกปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ดังกล่าว คือ
แรงโน้มถ่วงของโลก
ซึ่งเมื่อเซลล์ผิวหนังเสื่อมสภาพจะทำให้แรงยึดระหว่างเซลล์ผิวหนังกับเนื้อ
เยื่อมีค่าน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลก
การประยุกต์ใช้แรงโน้มถ่วงของโลกในทางคลีนิก
ระบบสรีรวิทยาของคนโดยปกติได้รับการปรับตัวให้เข้ากับสภาพภายใต้แรงโน้มถ่วง
ของโลกมาแต่กำเนิด ดังนั้นสภาพไร้น้ำหนักจึงมีผลต่อร่างกาย เช่น
การหมุนเวียนของเลือดจะไม่เป็นปกติ เลือดที่บริเวณเข้าจะลดน้อยลง
เพราะแรงโน้มถ่วงของโลกมีส่วนในการทำให้เกิดความดันเลือด
ร่างกายจะมีปฏิกิริยาตอบสนองโดยการขับน้ำออก การเมาคลื่นอวกาศก็เป็นไปได้
เพราะระบบการควบคุมการทรงตัวในหูอาศัยแรงโน้มถ่วงของโลก
ผู้ที่จะเดินทางในอวกาศจึงได้รับการฝึกฝนให้ชินต่อสภาพไร้น้ำหนักในเครื่อง
บินหรือใต้ทะเล
การไหลเวียนของเลือดอาศัยแรงโน้มถ่วงของโลก
ความดันของเลือดที่อวัยวะส่วนบนจะน้อยกว่าส่วนล่าง
คนที่ยืนเป็นเวลานานจะทำให้เลือดคลั่งบริเวณขา หรือถ้ายกแขนขึ้น
เป็นเวลานานเลือดจะไหลลงทำให้แขนชา คนที่เป็นลมสมองจะขาดเลือดชั่วครู่
ดังนั้นจึงมักพยาบาลโดยการให้ผู้ป่วยนอนราบลงให้ศรีษะต่ำเล็กน้อย
เพื่อให้เลือดไหลกลับไปยังสมอง ผู้ที่มีอาการเลือดลมไม่เป็นปกติที่ส่วนล่าง
มักจะได้รับการบำบัดโดยให้ออกกำลังขา โดยการแกว่งขาไปมาที่ขอบเตียง
(อ้างอิงรูปภาพ : http://rakya.igetweb.com)
การเอาน้ำออกจากปอด (Postural
drainage) ใช้วิธีให้ผู้ป่วยนอนคว่ำหน้าลงบนเตียง
โดยให้ส่วนศรีษะและอกอยู่ต่ำกว่าระดับเตียงแล้วให้น้ำไหลออกจากปอด
โดยแรงโน้มถ่วงของโลก
(อ้างอิงรูปภาพ : www.vajira..ac.th)
การผ่าตัดสมองมักจะกระทำกันโดยให้ผู้ป่วยอยู่ในท่านั่งหรือกึ่งท่านั่งเพื่อ
ลดอันตรายจากเลือดตก (Hemorrhage)
ภายหลังการผ่าตัดจะยกหัวเอียงขึ้นเพื่อให้เลือดไหลจากสมองได้สะดวก
การให้น้ำเกลือหรือกลูโคสแก่คนไข้ โดยห้อยขวดน้ำเกลือไว้ที่ระดับเหนือเตียงจะช่วยให้น้ำเกลือไหลเข้าสู่เส้นเลือดได้
(อ้างอิง :
หนังสือฟิสิกส์วิทยาศาสตร์ชีวภาพ Life Science Physics, ชัยวิทย์
ศิลาวัชนาไนย ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2527,
หนังสือชีววิทยาสำหรับนักเรียน ม.ปลาย, นายจรัสย์ เจนพาณิชย์, 2553)
การส่งยานอวกาศหรือดาวเทียมสู่อวกาศ
แรงโน้มถ่วงของโลกเป็นแรงที่ดึงดูดต่อวัตถุทั้งหมดบนโลกไม่ให้หลุดลอยไปนอก
โลก
การส่งยานอวกาศหรือดาวเทียมจากโลกสู่อวกาศอันดับแรกจะต้องพยายามหนีออกจาก
แรงดึงดูดของโลกให้ได้ ซึ่งต้องใช้ความเร็วที่ผิวโลกมากกว่า 11.2
กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น
(อ้างอิงรูปภาพ : sanchezcircuit.com)
อ้างอิงจาก https://www.gotoknow.org/posts/504730
