
English: 
Hi. It's Mr. Andersen and this AP Physics
essentials video 41. It is on Newton's third
law which is sometimes referred to as the
law of action and reaction. In other words
when you launch a canon ball out this side
of the canon you are applying a force to that
canon ball. But the canon ball is exerting
an opposite and equal force on the canon.
And that is going to cause recoil. And that
is why these giant ropes are on this canon
so it does not just go shooting off across
the deck. And so according to Newton's third
law if an object exerts a force on another
object, then that other object is going to
exert an opposite and equal force on the first
object. We call these action reaction pairs.
This is the action and this is the reaction.
And those action-reaction pairs remember will
always be equal in magnitude and opposite
in their direction. Now these are sometimes
hard to identify. So you can use a free body
diagram to identify where those forces are
and figure out the overall acceleration. So
you can use a free body diagram to identify

Thai: 
สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาฟิสิกส์พื้นฐาน ลำดับที่  41 นี้
จะว่าด้วยเรื่องของกฎข้อที่สามของนิวตัน
ซึ่งบางครั้งก็จะเรียกกันว่ากฎของแรงกริยากับแรงปฏิกริยา
ตัวอย่างเช่นลูกปืนใหญ่ที่ยิงออกไปทางด้านหน้าปืนด้วยแรงอันนึง
ก็จะส่งแรงในทิศตรงข้ามที่มีขนาดเท่ากันกลับมาที่ตัวปืนด้วย
ทำให้ปืนเกิดการสะท้อนกลับ
เขาจึงต้องมีเชือกผูกกับตัวปืนเอาไว้ดังที่เห็นในรูป
เพื่อไม่ให้ปืนใหญ่ไถลหลุดออกไป
.. กลับมาที่กฎข้อที่สามของนิวตัน
บอกว่า ถ้าวัตถุอันนึงส่งแรงกระทำเข้าไปที่วัตถุอีกอัน
วัตถุอันที่สองนั้น ก็จะส่งแรงกลับมา
ที่วัตถุอันแรกด้วยขนาดที่เท่ากัน แต่มีทิศตรงข้าม
นี่คือกริยาและปฏิกริยา .. และคู่กริยากับปฏิกริยานี้
จะมีขนาดเท่ากัน และมีทิศตรงข้ามเสมอ
แม้ว่าในบางครั้ง
ค่อนข้างจะมองออกยากสักหน่อย
ก็จะต้องใช้แผนภาพวัตถุอิสระ (เรียกว่า free body diagram) เข้ามาช่วยอธิบาย

Thai: 
ช่วยบอกเราว่าแรงพวกนั้นอยู่ ณ จุดใดบ้าง ทำให้เกิดความเร่งอย่างไรบ้าง
.. ตัวอย่างการออกแรงผลักกำแพงในรูป
มีแรงผลักส่งเข้าไปที่กำแพง.. พอเราออกแรงผลักออกไปนั้น
ก็จะมีแรงจากกำแพงส่งออกมาด้วยขนาดที่เท่ากันแต่ทิศตรงข้ามด้วย
เหมือนกับว่ากำแพงกำลังผลักเราเช่นกัน
ทีนี้ การที่เรายังไม่ได้เคลื่อนที่ออกไปนั้น มีเหตุผลอยู่
คือ (การจะเคลื่อนที่นั้น) จะมีแรงส่งไปที่พื้น
เป็นแรงกริยา .. ก็เลยจะมีแรงปฏิกริยาจากพื้นกลับมาที่เท้าเราด้วย
สรุปว่าแรงสุทธิก็จะมีค่าเท่ากัน ก็จะไม่มีความเรง ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แต่อย่างใด
.. แต่ถ้าหากว่า เราย้ายออกไปทำอย่างเดียวกันในอวกาศ
โดยกำหนดว่ากำแพงนั้น ถูกตรึงติดอยู่กับที่
พอเราออกแรงผลักไปที่กำแพง ก็จะมีแรงออกมาจากกำแพงผลักกลับมาที่เรา
ตอนนี้พอเราไม่มีพื้นคอยยันแล้ว ตัวเราก็จะมีความเร่ง
เกิดการเคลื่อนที่ออกไป
ห่างออกไปเรื่อยๆ จากกำแพง ..
อีกตัวอย่างนึง .. การผลักลูกโบวลิ่ง
เริ่มต้น ณ จุดเวลาตอนที่เราจะเริ่มผลัก
พอเราออกแรงผลักไป ลูกโบวลิ่งก็จะส่งแรงตรงข้าม
ขนาดเท่ากันกลับมาที่เราด้วย
ลูกโบวลิ่งก็จะเคลื่อนที่ออกไป แต่ตัวเราจะไม่เคลื่อนที่

English: 
where those forces are and figure out the
overall acceleration. So imagine pushing into
a wall, applying a force to a wall. You are
applying an action into the wall and the wall
is actually applying an opposite and equal
reaction on you. The wall is pushing on you.
Now you do not go anywhere and the reason
why is you apply a force into the ground,
an action, and there is a reaction force from
the ground pushing back on you. And so the
net force on you is the same. You do not accelerate
anywhere. Now let's put you in space and do
this same scenario. And let's just make sure
that that wall does not move anywhere. So
now you apply a force into the wall. It applies
an opposite and equal force back on you. And
so now since there is no ground to push against
you are simply going to quickly accelerate
and then coast away from the wall. Let's look
at another scenario. You are pushing a bowling
ball. And we have kind of frozen it at the
point at which you are going to push the bowling
ball. So you apply a force into the bowling
ball and it is going to apply an opposite
and equal force back on you. Now the ball
is going to move, but you are not going to

Thai: 
เหตุผลก็อยู่ที่ว่าเราจะส่งแรงจากเท้าไปที่พื้น ซึ่งก็จะ
ส่งแรงกลับออกมา ตัวเราจึงไม่เคลื่อนที่
แต่ว่าลูกโบวลิ่งจะเคลื่อนที่ออกไปดังที่เห็น
แล้วถ้าเราย้ายออกไปทำในอวกาศล่ะ จะเป็นอย่างไร?
.. เรายังคงส่งแรงออกไปที่ลูกโบวลิ่งเหมือนเดิม
ลูกโบวลิ่งก็จะส่งแรงตรงข้ามขนาดเท่ากันออกมาเช่นเดิม
แล้วเป็นงัยล่ะ ทีนี้?
เนื่องจากไม่มีพื้นดินแล้ว ทั้งคนทั้งลูกก็จะเกิดความเร่ง
เคลื่อนที่ห่างอกไปจากกันและกัน
แล้วทำไมความเร็วไม่เท่ากัน? ก็เพราะน้ำหนักตัวของเรามากกว่า
น้ำหนักของลูกโบวลิ่งนั่นเอง .. เปลี่ยนมาเป็นการเดิน
หรือการวิ่งไปตามพื้น จะมีแรงจากเท้าของเราส่งไปที่พื้น
ทำให้มีแรงจากพื้นสิ่งออกมาในทิศตรงข้าม
ขนาดเท่ากันกลับมาที่เท้าเรา .. ฟังดูแล้วยังน่าสงสัย (?)
ลองจินตนาการดูกรณีนี้ถ้าเกิดขึ้นในอวกาศ
จะเป็นอย่างไรถ้าไม่มีพื้นอยู่ด้วย? ก็จะไม่มีแรงกริยา
แม้ว่าจะออกแรงไป ก็จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น
ไม่มีวัตถุอะไรที่จะส่งแรงกลับมาที่เราได้ เราก็จะยังคงอยู่ตรงนั้นเช่นเดิม
ก็สรุปได้ว่า คู่กริยา-ปฏิกริยานั้น
สมเหตุสมผล อธิบายได้ตลอด เพียงแต่ว่าบางครั้ง
อาจจะมองออกได้ยาก ว่าแรงมาจากไหนบ้าง
การใช้แผนภาพอิสระจะช่วยได้มาก
เราก็เลยจะมาลองใช้แผนภาพตัวอย่างอันแรกนี้กัน
ต้องใช้อะไรบ้างในแผนภาพวัตถุอิสระ? ก็วัตถุน่ะสิ .. เราก็จะ

English: 
move. And the reason why is you are applying
a force against the floor and it is applying
a force back on you. So you do not move but
the ball is going to quickly move away like
that. Let's do this scenario again in space.
What happens? You apply a force into the bowling
ball. It applies an opposite and equal force
back on you. What is going to happen now?
There is no ground. You are both going to
accelerate away from each other. Why do you
not move as fast as the ball? Because you
have a greater mass. Let's look at just walking
or running across the floor. You apply a force
into the floor and it applies an opposite
and equal force back on you. That does not
make sense. But if you think about it in space,
what happens if there is no floor? There is
no action. You apply an action, nothing happens
and there is nothing to push against. You
are simply stranded there. And so these action-reaction
pairs make sense but it is sometimes hard
to figure out what is pushing on what. And
so we use a free-body diagram to do that.
And this is the first time we have used free-body
diagrams. And so what do you include in a
free-body diagram? The body. So you are going

Thai: 
เริ่มจากวัตถุตัวอย่างของเรา แล้วก็ตามด้วยแรงจากภายนอกที่ทำต่อวัตถุนั้น
ทีนี้ สิ่งสำคัญก็คือว่า เราจะต้องไม่เอาอะไรเข้ามาปนบ้าง?
ก็ต้องคอยระวังว่า เราจะไม่เอาวัตถุอันอื่น เข้ามาอยู่ในภาพ
ไม่เอาแรงภายในมารวมด้วย .. อย่างกรณีที่เราผลักตัวเอง
หรือส่วนนึงของวัตถุออกแรงกระทำกับอีกส่วนนึงของวัตถุอันเดียวกันนั้น
แล้วก็ เราจะไม่รวมเอา
แรงที่วัตถุนั้น กระทำกับวัตถุอื่น มาพิจารณา
ซึ่งนักเรียนมักจะพลาดตรงนี้อยู่บ่อยๆ
ลองมาศึกษาตัวอย่างของแผนภาพวัตถุอิสระกัน
.. ตัวอย่างอันแรก มีคนกำลังยืนอยู่บนพื้น
เราจะมาทำแผนภาพอิสระของคนคนนี้กัน .. เริ่มด้วยสี่เหลี่ยมนี้
แทนตัวคน .. มีแรงอะไรบ้างที่ทำกับคนคนนี้?
แน่นอนว่ามีแรงโน้มถ่วง ทำในแนวดิ่ง .. แต่เราก็เห็นอยู่
ว่าคนไม่ได้ร่วงลงไป ก็หมายความว่ามันจะต้องมีแรงปฏิกริยา
ในทิศตรงข้าม ขนาดเท่ากัน กระทำอยู่
ซึ่งก็คือแรงที่ส่งออกมาจากพื้น กระทำต่อคนคนนี้
เรียกกันว่าแรงธรรมดา
ก็เป็นอันว่ามีแรงอยู่สองอันในแผนภาพนี้ .. อันถัดไป
ก็จะเป็นกรณีคนผลักกำแพง .. จะเริ่มกันอย่างไร?

English: 
to include the body. And you are going to
include any external forces on that body.
Now it is more important what you do not include
in a free-body diagram. You do not include
any other bodies. No internal forces, you
for example pushing on yourself or parts of
an object pushing on other parts of the object.
And also you do not include any of the forces
exerted by that body. That is the one mistake
that students tend to make. And so let's do
a free-body diagram, a few examples. And so
if you have a person standing right here on
the ground, let's do a free-body diagram of
their body. So we start, I usually draw a
square like this. This represents the body.
What are the forces that are acting on that
body? Well gravity is clearly acting on it
in the vertical direction. But the person,
since they do not accelerate down into the
earth, there must be an opposite and equal
reaction. That is the ground pushing back
on the person. And we call that the normal
force. And so those are going to be the two
forces in our free body diagram. Let's change
it up. Now we are looking at this person pushing
on the wall. So what did we start with? It

English: 
is always easiest to start with the gravity.
So gravity is pushing down. That is an external
force. What else do we have? We have that
normal force, it is not moving down into the
ground. What else do we have? Let's start
identifying those action-reaction pairs. So
you are pushing against the wall. But that
is a force exerted by the bodies. So we do
not include it. We do include the wall pushing
back on you. The force of the wall. If we
look at the ground, remember, you are applying
a force on the ground, but there is a frictional
force in the opposite direction. And so there
is no net force there. No net acceleration.
If we put this scenario in space what do we
have? Now we have the body again. But there
is no gravity. And therefore there is no normal
force. We are applying a force into the wall
and it is applying a force back on us. So
that is going to be your free-body diagram.
Where is the net force? It is to the left.
And so where is the acceleration? It is to
the left as well. Let's breakdown these two
objects. So we have object one which is the
person. And so we have gravity and normal
force. Those are easy to do right away. You
are applying a force to the bowling ball and
so it is going to apply an opposite and equal

Thai: 
เอาง่ายๆ เลย ก็เริ่มต้นด้วยแรงโน้มถ่วงก่อน
แรงโน้มถ่วงมีทิศลงล่าง เป็นแรงภายนอก
มีแรงอะไรอีก? ก็จะมีแรงธรรมดา คอยช่วยยันไม่ให้คนหล่นลงไป
มีแรงอะไรอีก? ลองมาดูคู่กริยา-ปฏิกริยาตรงนี้
มีแรงที่คนกำลังผลักกำแพง .. แต่ว่าเป็นแรงที่ออกมาจากตัวคน
(ที่เรากำลังพิจารณา)
เราก็จะไม่เอามารวมด้วย .. จะนับเฉพาะแต่แรงที่กำแพงส่งกลับออกมา
กระทำกับตัวคนเท่านั้น
หันไปดูที่พื้น คงยังจำได้ว่าจะมีแรงจากเท้าส่งไปที่พื้น
แล้วก็จะมีแรงเสียดทาน
ในทิศตรงข้ามกลับออกมา ก็จะไม่มีแรงสุทธิเกิดขึ้น ไม่มีความเร่ง
ถ้าย้ายไปทำในอวกาศล่ะ จะเป็นอย่างไร? .. คนคนเดิม
คราวนี้ไม่มีแรงโน้มแล้ว ..ก็เลยไม่มีแรงธรรมดาด้วย
แล้วก็มีแรงผลักกำแพง
ทำให้มีแรงสะท้อนกลับออกมา ได้เป็นแผนภาพวัตถุอย่างที่เห็น
แรงสุทธิจะเป็นอย่างไร? .. ก็คิอแรงที่เห็นอันเดียวไปทางซ้ายนั้นแหละ
มีความเร่งหริอเปล่า?
มี .. ก็จะไปทางซ้ายเช่นกัน
.. ลองมาดูกรณีของวัตถุสองอันนี้กัน .. วัตถุอันแรกก็คือคน
ก็จะมีแรงโน้มถ่วงกับแรงธรรมดา อันนี้ง่ายๆ
เนื่องจากมีแรงจากคนผลักไปที่ลูกโบวลิ่ง
ก็เลยจะมีแรงจากลูกโบวลิ่งในทิศตรงข้าม

Thai: 
ขนาดเท่ากันสะท้อนกลับมา
เช่นเดียวกัน แรงที่เท้ายันไปที่พื้นนั้น ทำให้มีแรงจากพื้น
ส่งกลับมาที่เท้าคนเช่นกัน เราก็จะนับแรงเสียดทานอันนี้เข้ามาด้วย
.. มาดูกันที่ตัวลูกโบวลิ่ง
ก็มาเริ่มกันที่ตัวลูกโบวลิ่งเป็นวัตถุอิสระ .. มีแรงโน้มถ่วงมั้ย? .. แน่นอน
แต่ตอนนี้จะเห็นว่าลูกจะร่วงหล่นลงไป เนื่องจากไม่มีแรงธรรมดาเกิดขึ้น
รูปที่เห็นนี่ เป็นเพียงแต่แสดงเหตุการณ์ ณ จุดเวลาในขณะเดียว
เป็นอันว่าไม่มีแรงธรรมดา (เพียงแต่ยังไม่ร่วงลงไปเท่านั้น) .. มีแรงข้างนอกอะไรอื่นอีก?
ก็จะมีแรงที่คนผลักเข้ามาที่ลูกโบวลิ่งด้วย
แล้วผลความเร่งจะเป็นอย่างไรล่ะ?
ก็จะมีทิศลงแล้วก็เยื้องไปทางขวา
.. สรุปว่าพวกเราได้เรียนรู้ และเข้าใจ จนสามารถใช้
กฎข้อที่สามของนิวตัน ที่เรียกว่ากฎกริยา-ปฏิกริยา แล้วหรือไม่?
พวกเราสามารถมองหาคู่กริยา-ปฏิกริยา ออกมาได้หรือไม่?
สุดท้าย พวกเราสามารถเอาแผนภาพวัตถุอิสระ มาช่วยอธิบายทั้งวัตถุ
และแรงภายนอกทั้งหมดที่กระทำต่อวัตถุนั้นได้หรือไม่?
ครูหวังว่าคงทำได้ และก็หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง

English: 
force back on you. And then again you are
applying a force in the ground and it is applying
an opposite force on you. And so we have that
frictional force. Now let's shift to the bowling
ball itself. So we again have the object.
Is gravity acting on the bowling ball? For
sure. But you are quickly going to let it
go. There is no normal force. You have just
kind of frozen this picture in time so there
is no normal force. What is the only other
external force? It is going to be the person
pushing on it. And so where is the acceleration
going to be? Down and to the right. And so
did you learn to construct explanations using
Newton's third law or action-reaction? Can
you identify those action-reaction pairs?
And then finally, can you use a free-body
diagram to identify not only the object but
all the external forces acting on it? I hope
so. And I hope that was helpful.
