เนื้อหา

     การตกของวัตถุในแนวดิ่งด้วยความเร่งจากแรงโน้มถ่วงของโลก เช่นปล่อยก้อนหินจากที่สูงให้ตกสู่พื้นโลก เมื่อถือว่าแรงต้านของอากาศมีขนาดน้อยมาก วัตถุจะมีแรงโน้มถ่วงของโลกกระทำเพียงแรงเดียว จัดเป็นการตกของวัตถุอย่างอิสระ โดยวัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง g ทิศลงสู่พื้น ซึ่งเป็นความเร่งจากแรงดึงดูดของโลกและขนาดความเร่ง g = 9.8  m/s2 หรือ ประมาณ 10 m/s2

     การตกอิสระของวัตถุมีผลต่อการชั่งน้ำหนักของวัตถุด้วย เมื่อเรายืนบนตาชั่งสปริง ตาชั่งจะอ่านขนาดของแรงที่ตาชั่งดันเราขึ้นในแนวตั้งฉาก ซึ่งเรียกว่าแรงปฏิกิริยาตั้งฉากหรือ N ไม่ได้อ่านน้ำหนักของเราหรือ W โดยตรง แต่ขณะที่เราชั่งน้ำหนักบนตาชั่งนั้น ทั้งตัวเราและตาชั่งอยู่นิ่ง นั่นคือ แรงลัพธ์ที่กระทำต่อตัวเราเป็นศูนย์ตามกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน แสดงว่า ขนาดของแรง N =  W  เราจึงอ่านค่าของแรง N จากตาชั่งเป็นค่าน้ำหนักของเราได้

     แต่ถ้าวัตถุและตาชั่งกำลังตกอิสระ มีแรงโน้มถ่วงของโลกกระทำเพียงแรงเดียว ไม่มีแรง N กระทำต่อวัตถุ แสดงว่าวัตถุไม่กดตาชั่งและตาชั่งก็ไม่ได้ดันวัตถุ เข็มของตาชั่งจะชี้ที่ศูนย์ โดยวัตถุและตาชั่งจะตกลงมาพร้อมกัน โดยผิววัตถุแค่สัมผัสกับจานตาชั่งเท่านั้น สภาพเช่นนี้ เรียกว่า สภาพเสมือนไร้น้ำหนัก

     เครื่องเล่นในสยามพาร์คซิตี้ที่มีชื่อเรียกว่า Giant Drop หรือยักษ์ตกตึก ก็ใช้หลักการตกอย่างอิสระของวัตถุเช่นเดียวกัน เมื่อคนขึ้นนั่งในกระเช้าขนาดใหญ่แล้ว จะถูกดึงขึ้นไปบนยอดหอคอยสูงประมาณ 75 เมตร เมื่อถึงยอดหอคอยทั้งคนและกระเช้าอยู่ในสภาพนิ่ง ขณะนั้นแรงที่พื้นที่นั่งของกระเช้าดันคนขึ้น N จะเท่ากับน้ำหนักของคน W นั่นคือคนจะยังรู้สึกว่าตัวเองมีน้ำหนัก จากนั้นกระเช้าจะถูกปล่อยให้ตกลงมาสู่พื้นอย่างอิสระ ระหว่างที่คนและกระเช้าตกลงมาพร้อมกัน ตัวผู้นั่งจะไม่กดบนกระเช้าและอยู่ในสภาพเสมือนไร้น้ำหนัก เมื่อตกลงมาจนสูงจากพื้นประมาณ 10 เมตรกระเช้าจึงจะลดความเร็วลงจนหยุดนิ่งเมื่อถึงพื้น

วิดีทัศน์ เรื่อง Giant Drop ยักษ์ตกตึก