โดย อ.วัชรานนท์ จุฑาจันทร์ ฟิสิกส์ บทนำ โดย อ.วัชรานนท์ จุฑาจันทร์

สเกลารและเวกเตอร

วิชาฟิสิกส์ ฟิสิกส์ หมายถึง วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาองค์ประกอบและปฏิสัมพันธ์ของสสารกับพลังงาน ตลอดจนความสัมพันธ์ของปริมาณต่างๆ ในธรรมชาติ เพื่อทำความเข้าใจ อธิบายและคาดการณ์ปรากฏการณ์ตามธรรมชาติ รวมทั้งสามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในการศึกษาค้นคว้าความรู้ในวิทยาศาสตร์สาขาอื่นๆ ต่อไปได้ 1. ฟิสิกส์ คือ การศึกษากฎธรรมชาติ   2. ฟิสิกส์ คือ วิทยาศาสตร์ที่อธิบายวัตถุและพลังงาน   3. ฟิสิกส์ คือ พื้นฐานของวิทยาศาสตร์ทั้งมวล   4. ฟิสิกส์ คือ ความรู้ที่ได้จากการศึกษาและรวบรวม จากปรากฎการณ์ธรรมชาติ

กลไกของฟิสิกส์ คือ การใช้คณิตศาสตร์ในการอธิบายความสัมพันธ์ของปัจจัยหรือตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ต่างๆ ความรู้ที่ได้ส่วนหนึ่งมาจากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติ และจากการทดลองในห้องปฏิบัติการ แล้วรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ แปลความหมาย และสรุปผล ข้อสรุปที่ได้นี้อาจนำไปสู่ทฤษฎี ถ้าทฤษฎีนี้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องได้ทุกครั้ง ทฤษฎีดังกล่าวก็จะพัฒนาไปเป็นกฎ

ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาฟิสิกส์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เชิงคุณภาพ และข้อมูลเชิงปริมาณ ข้อมูลเชิงคุณภาพ (qualitative data) เป็นข้อมูลที่ได้จากการบรรยายสภาพของสิ่งที่สังเกตได้ตามขอบเขตของการรับรู้ เช่น การระบุลักษณะของรูปทรง ลักษณะพื้นผิว สี กลิ่น รส ซึ่งเป็นข้อมูลที่ยังไม่ได้วัดหรือวัดไม่ได้ ข้อมูลเชิงปริมาณ (quantitative data) เป็นข้อมูลที่ได้จากการวัดปริมาณต่างๆ ของระบบที่ศึกษาโดยใช้เครื่องมือวัดและวิธีการวัดที่ถูกต้อง ทำให้ได้ข้อมูลเชิงตัวเลข เช่น ข้อมูลระยะทาง มวล เวลา และอุณหภูมิ เป็นต้น

ความรูพื้นฐานทางฟสิกส ไดแก กลศาสตร ความรอน แสง เสียง ไฟฟา แมเหล็ก ฟสิกสอะตอม ฟสิกสนิวเคลียร ซึ่งความรูทางฟสิกส์ มีความเกี่ยวของกับการเรียนวิทยาศาสตรเกือบทุกสาขาและยัง เกี่ยวของกับศาสตรเชิงประยุกต ได้แก่ ฟสิกสเกี่ยวของกับวิชาเคมี ฟสิกสเกี่ยวของกับวิชาชีววิทยา ฟสิกสกับการพัฒนาดานคอมพิวเตอร ฟสิกสเกี่ยวของกับแพทยศาสตร ฟสิกสเกี่ยวของกับวิศวกรรมศาสตร

ปริมาณทางฟิสิกส์ การวัด หน่วย

ระบบหนวยระหวางชาติ (International System of Units) หรือเรียกยอวาหนวย SI ประกอบดวย 1. หนวยฐาน ซึ่งใชเปนหนวยหลักในระบบ SI มี 7 หนวย คือ

2. หนวยเสริม มี 2 หนวย คือ 2. หนวยเสริม มี 2 หนวย คือ 2.1 เรเดียน (Radian) ใชสัญลักษณ rad เปนหนวยในการวัดมุม โดยมุม 1 เรเดียน คือ มุมที่จุดศูนยกลางรองรับสวนโคง เทากับรัศมี 2.2 สเตอเรเดียน (Steradian) ใชสัญลักษณ์ Sr เปนหนวยในการวัด มุมตัน โดยมุมตัน 1 สเตอเรเดียนคือ มุมที่จุดศูนยกลางรองรับ พื้นผิวโคงที่มีพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสเทากับรัศมีกําลังสอง

3. หนวยอนุพันธ์ เปนหนวยที่เกิดจากนําหนวยฐานมาหาความสัมพันธกัน ดวยกฎเกณฑทางวิทยาศาสตร

4. คําอุปสรรคที่ใชแทนตัวพหุคูณ เมื่อปริมาณในหนวยฐาน หรือหนวยอนุพันธมีคามากหรือนอยเกินไป สามารถแทนดวย คําอุปสรรค เวลาเขียนใหวางคําอุปสรรคไวขางหนา หนวยฐาน เชน 6 × 106 V = 6 MV 3 × 10-3 A = 3 mA 5 × 103 W = 5 kW

ความยาว 1 ปีแสง = 9.461 x 1015 m

มวล แรง 1 slug = 14.59 kg , 1 kg = 2.2046 lbm 1 lbf = 4.4482 N พื้นที่ กำลัง 1 เอเคอร์ = 4047 m2 1 แรงม้า = 746 W พลังงาน ความดัน 1 Btu = 1054 J 1 N/m2 = 1.013x105 Pa 1 แคลอรี่ (cal) = 4.184 J 1 บรรยากาศ = 1 Pa 1 bar = 105 Pa ปริมาตร 1 แกลลอน (gal) = 3.785x10-3 m3