กฏการอนุรักษ์พลังงาน (Law of conservation of energy)

            "พลังงานเป็นสิ่งที่ไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้ และไม่สามารถที่จะทำให้สูญหายไปได้ ดังนั้นพลังงานรวมทั้งหมดของวัตถุก้อนใดก้อนหนึ่งไม่ว่าอยู่ตำแหร่งใด ๆ ย่อมมีค่าเท่ากันทุก ๆ ตำแหน่ง " กฏนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่อไม่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุยกเว้นแรงโน้มถ่วงและแรงสปริง

            จากกฏการคงที่ของพลังงานกลนี้ เพื่อให้ง่ายแก่ความเข้าใจจึงขออธิบายด้วยคำพูดใหม่ว่า "ถ้าวัตถุเคลื่อนที่จากตำแหน่ง (1) ไปยังตำแหน่ง (2) โดยไม่มีแรงอื่นใดมากระทำยกเว้นแรง mg กับแรง F สปริงจะได้ว่าผลรวมของพลังงาน แต่ละตำแแหน่งคงที่ " ซึ่งสามารถเขียนเป็นสมการได้ว่า

                         E(1) = E(2)   หรือ E + E = E + E นั่นเอง



            อันที่จริงสูตรนี้ได้มาจากสูตรความสัมพันธ์ระหว่างงานกับพลังงานนั่นเอง โดยค่าของงานทำและงานต้านเป็นศูนย์ คือไม่มีงานทำและงานต้าน ฉะนั้น สามารถนำสูตรนี้ไปใช้ในกรณีที่ไม่มีงานทำและไม่มีงานต้านนั่นเอง ซึ่งจะแยกกล่าวเป็นข้อ ๆ ได้ดังนี้

1. วัตถุเคลื่อนที่ภายใต้แรง mg เพียงแรงเดียว คือ

          1. วัตถุเคลื่อนดิ่งอิสระ

          2. วัตถุเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์

2. วัตถุเคลื่อนที่ภายใต้แรง mg กับแรง N โดยแรง N ตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ตลอดเวลา

          1. วัตถุไถลบนพื้นเอียงลื่น
          2. วัตถุไถลบนรางโค้งลื่น

•  วัตถุมี mg กับ N กระทำเท่านั้น งานจากแรง mg ไม่นับเป็นงานทำและงานต้าน
• งานจากแรง N มีค่า = 0 จึงไม่มีงานทำและงานต้าน

3. วัตถุเคลื่อนภายใต้แรง mg กับแรงตึง T โดยแรงตึง T ตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ตลอดเวลา

          1. วัตถุเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวดิ่ง
          2. วัตถุแกว่งแบบลูกตุ้มนาฬิกา

• งานจากแรง mg ไม่นับ, งานจากแรง T = 0
• ไม่มีงานทำและงานต้าน

4. วัตถุเคลื่อนภายใต้แรง mg กับแรง F สปริงเท่านั้น

          1. วัตถุลงมาชนสปริงที่ตั้งดิ่งอยู่
          2. ใช้สปริงดีดวัตถุขึ้นไปในแนวดิ่ง

• งานจากแรง mg และงานจากแรง F ไม่นับเป็นงานทำและงานต้าน
• ไม่มีงานทำและงานต้าน

5. วัตถุเคลื่อนภายใต้แรง mg,N และ F สปริงเท่านั้น

          1. วัตถุไถลลงมาตาพื้นเอียงลื่นชนสปริงที่อยู่ส่วนล่าง
          2. วัตถุถูกดีดจากสปริงขึ้นไปบนพื้นเอียงลื่น
          3. วัตถุถูกดีดจากสปริงขึ้นไปบนพื้นเอียงลื่น

• งานจากแรง mg และงานจากแรง F \ ไม่นับเป็นงานทำและงานต้าน
• งานจากแรง N = 0

                        พิจารณาการตั้งสมการ E + E = E + E ในสภาวะต่าง ๆ

Credit :   http://www.tmr.ac.th/4-3/3_002/title2.html