การเคลื่อนที่แนวตรง
การเคลื่อนที่ของวัตถุ
คือ การเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุนั่นเอง เมื่อวัตถุมีการเคลื่อนที่
สิ่งที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ได้แก่
1. ระยะทาง 2. การกระจัด 3. อัตราเร็ว 4. ความเร็ว 5. ความเร่ง 6. เวลา
1. ระยะทาง 2. การกระจัด 3. อัตราเร็ว 4. ความเร็ว 5. ความเร่ง 6. เวลา
ตำแหน่ง ระยะทาง และการกระจัด (
Position Distance and Displacement )
ระยะทาง คือ ความยาวที่วัดตามเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ
จัดเป็นปริมาณสเกลลาร์
การกระจัด คือ ระยะที่วัดจากจุดตั้งต้นของการเคลื่อนที่
ตรงไปยังตำแหน่งที่วัตถุอยู่ในขณะนั้น
โดยไม่สนใจว่าวัตถุจะมีเส้นทางการเคลื่อนที่เป็นอย่างไร
จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์
ในขณะที่วัตถุมีการเคลื่อนที่ ได้ระยะทางและการกระจัดในเวลาเดียวกัน
และต้องใช้เวลาในการเคลื่อนที่ จึงทำให้เกิดปริมาณสัมพันธ์ขึ้น
ปริมาณดังกล่าวคือ
อัตราเร็ว คือ
ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นเปริมาณสเกลลาร์
หน่วยในระบบเอสไอ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที
ความเร็ว คือ ขนาดของการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ ใช้หน่วยเดียวกับอัตราเร็ว
สมการแสดงความสัมพันธ์ของอัตราเร็ว ระยะทาง และเวลาเป็นดังนี้
ให้ v เป็นค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว
s เป็นระยะทางหรือการกระจัด
t เป็นเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่
ความเร็ว คือ ขนาดของการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ ใช้หน่วยเดียวกับอัตราเร็ว
สมการแสดงความสัมพันธ์ของอัตราเร็ว ระยะทาง และเวลาเป็นดังนี้
ให้ v เป็นค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว
s เป็นระยะทางหรือการกระจัด
t เป็นเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่
จะได้ความสัมพันธ์
คือ 
อัตราเร็ว และความเร็ว เป็นปริมาณที่แสดงให้ทราบลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุ
ถ้าในทุก ๆ หน่วยเวลาของการเคลื่อนที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยขนาดของอัตราเร็ว หรือ
ความเร็วเท่ากันตลอดการเคลื่อนที่
เรียกว่าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสม่ำเสมอหรืออัตราเร็วคงที่
ถ้าพิจราณาแล้วพบว่าในแต่ละหน่วยเวลาของการเคลื่อนที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วหรือความเร็วที่แตกต่างกัน
กล่าวว่า วัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร่ง หรือ ความเร่ง
ในกรณีนี้การหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว หาได้สองลักษณะคือ
อัตราเร็วขณะใดขณะหนึ่ง
หรือความเร็วขณะใดขณะหนึ่ง เป็นการหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็วในช่วงเวลาสั้น
ๆ ช่วงใดช่วงหนึ่งของการเคลื่อนที่
อัตราเร็วเฉลี่ยหรือความเร็วเฉลี่ย เป็นการหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็วหลังจากมีการเคลื่อนที่ โดยคำนวณหาจากการเฉลี่ยระยะทางทั้งหมดของการเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลาของการเคลื่อนที่ หรือการเฉลี่ยการกระจัดของการเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลา
อัตราเร็วเฉลี่ยหรือความเร็วเฉลี่ย เป็นการหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็วหลังจากมีการเคลื่อนที่ โดยคำนวณหาจากการเฉลี่ยระยะทางทั้งหมดของการเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลาของการเคลื่อนที่ หรือการเฉลี่ยการกระจัดของการเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลา
เราสามารถหาความสัมพันธ์ได้จากสมการต่อไปนี้
การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงตามแนวราบ
สมการสำหรับคำนวณหาปริมาณต่าง ๆ การเคลื่อนที่แนวตรง ตามแนวราบ
ด้วยความเร่งคงตัว
เมื่อ u เป็นความเร็วต้น เมื่อเริ่มคิดเวลา (t = 0 ) ขนาดของ u
นี้อาจมีค่าเท่ากับศูนย์หรือไม่เท่ากับศูนย์ก็ได้ หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที
(m/s)
t เป็นช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ทั้งหมด (กำหนดเวลาเริ่มต้นที่ t = 0 ) หน่วยเป็นวินาที (s)
S เป็นการกระจัดที่เปลี่ยนไปในช่วงเวลา หน่วยเป็นเมตร (m)
v เป็นความเร็วสุดท้ายของช่วงเวลา t หรือเป็นความเร็วเมื่อสิ้นช่วงเวลา t หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)
a เป็นความเร่งเฉลี่ยในช่วงเวลา t หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที 2 (m/s2)
กรณีวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัวในแนวราบกำหนดให้ปริมาณที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นค่า a เป็นบวก และถ้าความเร็วลดลงค่า a เป็นลบ
กรณีวัตถุออกจากสภาพนิ่งค่า u = 0
กรณีวัตถุเคลื่อนที่แล้วหยุดค่า u = 0
กรณีวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวค่า a = 0
t เป็นช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ทั้งหมด (กำหนดเวลาเริ่มต้นที่ t = 0 ) หน่วยเป็นวินาที (s)
S เป็นการกระจัดที่เปลี่ยนไปในช่วงเวลา หน่วยเป็นเมตร (m)
v เป็นความเร็วสุดท้ายของช่วงเวลา t หรือเป็นความเร็วเมื่อสิ้นช่วงเวลา t หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)
a เป็นความเร่งเฉลี่ยในช่วงเวลา t หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที 2 (m/s2)
กรณีวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัวในแนวราบกำหนดให้ปริมาณที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นค่า a เป็นบวก และถ้าความเร็วลดลงค่า a เป็นลบ
กรณีวัตถุออกจากสภาพนิ่งค่า u = 0
กรณีวัตถุเคลื่อนที่แล้วหยุดค่า u = 0
กรณีวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวค่า a = 0
การคำนวณการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้แรงดึงดูดของโลก (การตกอย่างอิสระ)
การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้แรงดึงดูดของโลก หรือการตกอิสระ นี้ จะไม่คิดแรงต้านทานของอากาศ วิธีการคำนวณนั้นคิดเช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ในแนวราบด้วยความเร่งคงที่ แต่ใช้สัญลักษณ์ เป็น g แทน a โดยมีสมการที่เกี่ยวข้องดังนี้
โดยมีหลักการพิจารณาเครื่องหมายดังนี้
1. ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ลง ค่า g เป็นบวก
2. ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ค่า g เป็นลบ
3. ถ้าวัตถุตกโดยอิสระ ค่า u = 0
4. วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นไปได้สูงสุด ค่า v = 0
5. เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ขึ้นทั้งหมดกับเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ลงทั้งหมดเท่ากัน
6. ความเร็วขณะที่เคลื่อนที่ขึ้นและลงถ้าผ่านจุดเดียวกันจะมีความเร็วเท่ากัน
7. g = ความเร่งของสนามแรงโน้มถ่วงของโลก ( g = 9.81 m/s2 ? 10 m/s2)
1. ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ลง ค่า g เป็นบวก
2. ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ค่า g เป็นลบ
3. ถ้าวัตถุตกโดยอิสระ ค่า u = 0
4. วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นไปได้สูงสุด ค่า v = 0
5. เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ขึ้นทั้งหมดกับเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ลงทั้งหมดเท่ากัน
6. ความเร็วขณะที่เคลื่อนที่ขึ้นและลงถ้าผ่านจุดเดียวกันจะมีความเร็วเท่ากัน
7. g = ความเร่งของสนามแรงโน้มถ่วงของโลก ( g = 9.81 m/s2 ? 10 m/s2)
สมัครสมาชิก: ส่งความคิดเห็น (Atom)
เขียนโดย พิชญา พิมพ์พรมมา @ 21:46
0 ความคิดเห็น
