ចលនាទាក់ទងរបស់ញូតុន

ចលនាទាក់ទងរបស់ញូតុន៖ ការយល់ដឹងអំពីពិភពលោកពីទស្សនៈដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរ

ចលនាទាក់ទងគឺជាគោលគំនិតមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលជួយយើងឱ្យយល់អំពីរបៀបដែលវត្ថុផ្លាស់ទីទាក់ទងនឹងអ្នកសង្កេតការណ៍ដែលក៏អាចកំពុងធ្វើចលនាផងដែរ។ ពាក្យថា ចលនាទាក់ទង ជាទូទៅសំដៅទៅលើចលនាដែលវាស់ពីចំណុចយោងផ្សេង។ អស់រយៈពេលជាងបីសតវត្សមកហើយ គោលការណ៍នេះគឺជាផ្នែកសំខាន់មួយនៃមេកានិចបុរាណ ដោយសារការចូលរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់របស់លោក អ៊ីសាក ញូតុន។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងស្វែងយល់ពីគោលគំនិតនៃចលនាទាក់ទងពីទស្សនៈរបស់ញូតុន ចាប់ពីមូលដ្ឋានគ្រឹះរបស់វារហូតដល់ការអនុវត្តរបស់វានៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ និងវិទ្យាសាស្ត្រទំនើប។

មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃមេកានិចញូតុន

មុនពេលយើងស្វែងយល់ពីចលនាទាក់ទង វាមានប្រយោជន៍ក្នុងការយល់ដឹងអំពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃមេកានិចញូតុន។ អ៊ីសាកញូតុនបានបង្កើតច្បាប់ចលនាចំនួនបីដែលបង្កើតជាឆ្អឹងខ្នងនៃមេកានិចបុរាណ៖

១. ច្បាប់និចលភាព៖ វត្ថុមួយនឹងនៅស្ងៀម ឬផ្លាស់ទីជាបន្ទាត់ត្រង់ក្នុងល្បឿនថេរ លុះត្រាតែត្រូវបានបង្ខំដោយកម្លាំងខាងក្រៅ។
២. ច្បាប់នៃសកម្មភាព និងប្រតិកម្ម៖ សំទុះនៃវត្ថុមួយគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅលើវា និងសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងម៉ាស់របស់វត្ថុ។
៣. ច្បាប់នៃសកម្មភាព និងប្រតិកម្ម៖ សម្រាប់សកម្មភាពនីមួយៗ មានប្រតិកម្មស្មើគ្នា និងផ្ទុយគ្នា។

ច្បាប់ទាំងបីនេះ ដែលគ្រប់គ្រងរបៀបដែលវត្ថុផ្លាស់ទីក្រោមសកម្មភាពរបស់កម្លាំង ក៏បង្កើតជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីចលនាទាក់ទងផងដែរ។

តើចលនាទាក់ទងជាអ្វី?

ចលនាទាក់ទងពាក់ព័ន្ធនឹងការសង្កេតមើលចលនារបស់វត្ថុមួយពីចំណុចយោងផ្សេងៗគ្នា។ ឧទាហរណ៍ ស្រមៃថាអ្នកនៅលើរថភ្លើងដែលកំពុងធ្វើដំណើរ។ ពីទស្សនៈរបស់អ្នក និងពីទស្សនៈរបស់អ្នកដំណើរផ្សេងទៀត វាហាក់ដូចជាអ្នកកំពុងឈរស្ងៀម ខណៈពេលដែលរថភ្លើងកំពុងធ្វើដំណើរ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចំពោះនរណាម្នាក់ដែលឈរនៅខាងក្រៅរថភ្លើង (ឧទាហរណ៍ នៅលើវេទិកាស្ថានីយ៍) អ្នកកំពុងធ្វើដំណើរជាមួយរថភ្លើង។

ទស្សនៈខុសគ្នានេះបង្ហាញថាចលនាគឺទាក់ទងគ្នា។ មិនមានចលនាដាច់ខាតទេ។ ញូតុនយល់ពីរឿងនេះ ហើយបានបញ្ចូលវាទៅក្នុងគោលការណ៍មេកានិចរបស់គាត់។

ប្រព័ន្ធនិចលភាព និងមិនមែននិចលភាព

នៅក្នុងមេកានិចញូតុន ឯកសារយោងចលនាអាចបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖ ប្រព័ន្ធនិចលភាព និងប្រព័ន្ធមិនមែននិចលភាព។

ប្រព័ន្ធនិចលភាព
ប្រព័ន្ធនិចលភាព គឺជាប្រព័ន្ធយោងដែលផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនថេរ មានន័យថាវាមិនជួបប្រទះនឹងការបង្កើនល្បឿនទេ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធនេះ ច្បាប់របស់ញូតុនអនុវត្តដោយគ្មានការកែប្រែ។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើអ្នកសង្កេតការណ៍ពីរនាក់នៅក្នុងរថភ្លើងពីរដែលផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនថេរសង្កេតឃើញចលនារបស់បាល់នៅក្នុងរថភ្លើងរៀងៗខ្លួន ពួកគេនឹងឃើញបាល់ផ្លាស់ទីស្របតាមច្បាប់របស់ញូតុនដោយគ្មានការផ្លាស់ប្តូរអ្វីឡើយ។

ប្រព័ន្ធមិនមែននិចលភាព
ម៉្យាងវិញទៀត ប្រព័ន្ធមិនមែននិចលភាព គឺជាប្រព័ន្ធយោងដែលកំពុងឆ្លងកាត់ការបង្កើនល្បឿន។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធនេះ ច្បាប់របស់ញូតុនមិនអនុវត្តបានពេញលេញទេ លុះត្រាតែយើងពិចារណាលើកម្លាំងក្លែងក្លាយដូចជាកម្លាំងកូរីយ៉ូលីស ឬកម្លាំងកណ្តាល។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើអ្នកនៅក្នុងឡានដែលកំពុងបង្កើនល្បឿន អ្នកនឹងមានអារម្មណ៍ថាត្រូវបានរុញថយក្រោយ។

ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​របស់​កាលីលេ

មូលដ្ឋានគ្រឹះមួយនៃមេកានិចបុរាណញូតុនសម្រាប់ការយល់ដឹងអំពីចលនាទាក់ទងគឺការបំលែងកាលីលេ។ កាលីលេអូ កាលីលេ ដែលបានបំផុសគំនិតញូតុន បាននិយាយថា ច្បាប់រូបវិទ្យាអនុវត្តដូចគ្នានៅក្នុងប្រព័ន្ធនិចលភាពទាំងអស់។ រូបមន្តបំលែងកាលីលេអនុញ្ញាតឱ្យយើងផ្លាស់ទីពីប្រព័ន្ធនិចលភាពមួយទៅប្រព័ន្ធមួយទៀតដោយការបូក ឬដកល្បឿនទាក់ទងរវាងពួកវា។

ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើរថភ្លើងមួយកំពុងធ្វើដំណើរទៅខាងស្តាំដោយល្បឿន \(v\) ហើយនរណាម្នាក់គប់បាល់ទៅមុខក្នុងរថភ្លើងដោយល្បឿន \(u\) ទាក់ទងទៅនឹងរថភ្លើង នោះល្បឿននៃបាល់ទាក់ទងទៅនឹងដីគឺ \(u + v\)។ ការបំលែងនេះមានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់ក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាចលនាទាក់ទងជាច្រើននៅក្នុងមេកានិចបុរាណ។

ការអនុវត្តចលនាទាក់ទងរបស់ញូតុនក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ

ការយល់ដឹងអំពីចលនាទាក់ទងមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងធំធេងចំពោះទិដ្ឋភាពជាច្រើននៃជីវិតប្រចាំថ្ងៃ និងបច្ចេកវិទ្យា។ ខាងក្រោមនេះជាឧទាហរណ៍មួយចំនួន៖

ការរុករកតាមផ្កាយរណប

ផ្កាយរណប GPS ផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនលឿនទាក់ទងទៅនឹងផ្ទៃផែនដី។ ដើម្បីផ្តល់ព័ត៌មានទីតាំងត្រឹមត្រូវ ប្រព័ន្ធ GPS ត្រូវតែគិតគូរពីផលប៉ះពាល់នៃចលនាទាក់ទង ជាពិសេសការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ដែលគេស្គាល់ថាជាឥទ្ធិពល Doppler។ បើមិនដូច្នោះទេ ទីតាំងដែលផ្តល់ដោយផ្កាយរណបអាចមានភាពមិនត្រឹមត្រូវរហូតដល់ច្រើនម៉ែត្រ។

ការដឹកជញ្ជូន

ការគ្រប់គ្រង និងការរចនាប្រព័ន្ធដឹកជញ្ជូន ចាប់ពីផ្លូវហាយវេរហូតដល់រថភ្លើង និងយន្តហោះ តម្រូវឱ្យមានការយល់ដឹងល្អអំពីចលនាទាក់ទងគ្នា។ ឧទាហរណ៍ នៅចំណុចប្រសព្វដ៏មមាញឹកមួយ ការយល់ដឹងពីរបៀបដែលយានយន្តផ្លាស់ទីទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកអាចជួយជៀសវាងគ្រោះថ្នាក់។

រូបវិទ្យា និង លំហ

អវកាសយានិកនៅលើស្ថានីយ៍អវកាសអន្តរជាតិ (ISS) កំពុងធ្វើចលនាក្នុងល្បឿនលឿនទាក់ទងទៅនឹងផែនដី។ ការយល់ដឹងអំពីចលនាទាក់ទងអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេគណនាសមយុទ្ធចាំបាច់ដើម្បីធ្វើដំណើរតាមគន្លង ឬជួបជាមួយយានអវកាសផ្សេងទៀតបានត្រឹមត្រូវ។

ភាពខុសគ្នាជាមួយទ្រឹស្តីនៃទំនាក់ទំនង

មនុស្សជាច្រើនតែងតែច្រឡំទ្រឹស្តីចលនាទាក់ទងរបស់ញូតុនជាមួយនឹងទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេរបស់អាល់ប៊ើតអែងស្តែង។ ខណៈពេលដែលទាំងពីរផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីចលនាទាក់ទង មានភាពខុសគ្នាសំខាន់ៗរវាងពួកវា។

រ៉ឺឡាទីវីតេពិសេស
ទ្រឹស្តីពិសេសនៃរ៉ឺឡាទីវីតេរបស់អែងស្តែងបានណែនាំគោលគំនិតដែលមិនត្រឹមតែល្បឿនទាក់ទងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែពេលវេលា និងលំហក៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយល្បឿននៃវត្ថុមួយដែលខិតជិតល្បឿនពន្លឺផងដែរ។ នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌញូតុន ពេលវេលាត្រូវបានចាត់ទុកថាជាថេរសកលដែលដូចគ្នាសម្រាប់អ្នកសង្កេតការណ៍ទាំងអស់ ប៉ុន្តែអែងស្តែងបានបង្ហាញថាពេលវេលាអាចផ្លាស់ទីយឺតជាងទាក់ទងទៅនឹងអ្នកសង្កេតការណ៍ក្នុងស្ថានភាពដែលមានចលនាលឿន។

រ៉ឺឡាទីវីតេទូទៅ
អែងស្តែងក៏បានពង្រីកគោលគំនិតនៃចលនាទាក់ទងតាមរយៈទ្រឹស្តីទូទៅរបស់គាត់អំពីរ៉ឺឡាទីវីតេ ដែលបានណែនាំឥទ្ធិពលនៃទំនាញផែនដីទៅលើកោងនៃលំហ-ពេលវេលា។ នេះខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីទស្សនៈរបស់ញូតុន ដែលទំនាញផែនដីត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពភ្លាមៗនៅក្នុង "លំហដាច់ខាត"។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ចលនាទាក់ទងគឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយដែលបង្កើតឡើងដោយលោក Isaac Newton ហើយវាជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃគោលការណ៍ជាច្រើននៃមេកានិចបុរាណ។ ការយល់ដឹងអំពីចលនាទាក់ទងអនុញ្ញាតឱ្យយើងយល់ពីរបៀបដែលវត្ថុផ្លាស់ទី និងផ្តល់ការពិពណ៌នាកាន់តែត្រឹមត្រូវនៅក្នុងប្រព័ន្ធយោងផ្សេងៗ។ ចាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរកាលីលេរហូតដល់ការអនុវត្តប្រចាំថ្ងៃរបស់វា ចលនាទាក់ទងនៅតែពាក់ព័ន្ធ និងមានប្រយោជន៍នៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណ។

ទោះបីជាមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់រវាងមេកានិចបុរាណ និងទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេរបស់អែងស្តែងក៏ដោយ ការរួមចំណែករបស់ញូតុនចំពោះការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីចលនាទាក់ទងនៅតែជាព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រវិទ្យាសាស្ត្រ។ រហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ គំនិតនៃចលនាទាក់ទងជួយមនុស្សក្នុងវិស័យជាច្រើនប្រភេទ ចាប់ពីបច្ចេកវិទ្យាប្រចាំថ្ងៃរហូតដល់ការរុករកអវកាស។