ส่งงาน กิจกรรม วันที่ 21 มกราคม 2554

                                                สืบค้นข้อมูล

การเคลื่อนที่ (อังกฤษ: motion) คือ การเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งวัดโดยผู้สังเกตที่เป็นส่วนหนึ่งของกรอบอ้างอิง เมื่อปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้เสนอกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันในหนังสือ Principia ของเขา ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ดั้งเดิม การคำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ โดยใช้ฟิสิกส์ดั้งเดิมนั้นประสบความสำเร็จมาก จนกระทั่งนักฟิสิกส์เริ่มศึกษาเกี่ยวกับสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก
นักฟิสิกส์พบว่า ฟิสิกส์ดั้งเดิมไม่สามารถคำนวณสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้แม่นยำ เพื่อแก้ปัญหานี้ อองรี ปวงกาเร และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เสนอทฤษฎีอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุ เพื่อใช้แทนของกฎของนิวตัน กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกำหนดให้อวกาศและเวลาเป็นสิ่งสัมบูรณ์ แต่ทฤษฎีไอน์สไตน์กับปวงกาเร ซึ่งเรียกว่า ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ กำหนดให้ค่าเหล่านี้เป็นสิ่งสัมพัทธ์ ซึ่งต่อมา ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษก็เป็นที่ยอมรับในการอธิบายการเคลื่อนที่ เพราะทำนายผลลัพธ์ได้แม่นยำกว่า อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันยังเป็นที่ใช้กันอยู่ โดยเฉพาะงานด้านฟิสิกส์ประยุกต์และงานวิศวกรรม เพราะสามารถคำนวณได้ง่ายกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ

ตอบ ข้อ 3.

สืบค้นข้อมูล

ในขณะที่วัตถุมีการเคลื่อนที่  ได้ระยะทางและการกระจัดในเวลาเดียวกัน  และต้องใช้เวลาในการเคลื่อนที่  จึงทำให้เกิดปริมาณสัมพันธ์ขึ้น  ปริมาณดังกล่าวคือ

อัตราเร็ว  คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นเปริมาณสเกลลาร์ หน่วยในระบบเอสไอ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที
ความเร็ว คือ ขนาดของการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ ใช้หน่วยเดียวกับอัตราเร็ว

สมการแสดงความสัมพันธ์ของอัตราเร็ว ระยะทาง และเวลาเป็นดังนี้           ให้         เป็นค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว                        เป็นระยะทางหรือการกระจัด                         เป็นเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่            สมการคือ                           (สมการที่ 1)                  

         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     

ข้อสังเกต   วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสม่ำเสมอ ค่าอัตราเร็วขณะใดขณะหนึ่ง กับค่าอัตราเร็วเฉลี่ยมีค่าเท่ากัน

ตอบ ข้อ 2. 10 m/s

กาลิเลโอ ได้ทำการทดลองให้เห็นว่า วัตถุที่ตกลงสู่พื้นโลกอย่างอิสระ จะเคลื่อนที่ภายใต้แรงดึงดูดของโลก ต่อมานิวตันสังเกตุเห็นว่า ทำไมดวงจันทร์ไม่ลอยหลุดออกไปจากโลก ทำไมผลแอปเปิ้ลจึงตกลงสู่พื้นดิน นิวตันได้ทำการศึกษาค้นคว้าต่อ จนในที่สุดก็สามารถพิสูจน์ในเรื่องกฎแห่งการดึงดูดของ สสาร โดยโลกและดวงจันทร์ต่างมีแรงดึงดูดซึ่งกันและ กัน แต่เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบโลก จึงมีแรงหนีสู่ศูนย์กลางซึ่งต่อต้านแรงดึงดูดไว้ ทำให้ดวงจันทร์ลอยโคจรรอบโลกได้ แต่ผลแอปเปิ้ลกับโลกก็มีแรงดึงดูดระหว่างกัน ผลแอปเปิ้ลเมื่อหลุดจากขั้วจึงเคลื่อนที่อิสระตามแรงดึงดูดนั้น

การตกอย่างอิสระนี้ วัตถุจะเคลื่อนตัวด้วยความเร่ง ซึ่งเรียกว่า Gravitational acceleration หรือ g ซึ่งมีค่าประมาณ 9.8 m/s
การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งนี้จึงเป็นไปตาม กฎการเคลื่อนที่ ดังนี้

ตอบ ข้อ 4. 49 m/s

ที่มา http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet3/kung/vertic_move/vertic_m.htm

การเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิกอย่างง่าย

คือการที่วัตถุเคลื่อนที่กลับไปมาซ้ำรอยเดิม มักจะใช้สัญญลักษณ์ว่า SHM. ตัวอย่างของการเคลื่อนที่แบบนี้ได้แก่ การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ถูกผูกติดไว้กับสปริงในแนวราบ แล้ววัตถุเคลื่อนที่ไปมาตามแรงที่สปริงกระทำต่อวัตถุ ซึ่งเขาจะศึกษาการเคลื่อนที่นี้จากรูปที่ 1

ในรูปที่ 1a ตำแหน่ง x = 0 เป็นตำแหน่งสมดุลของปริง หรือ เป็นตำแหน่งที่สปริงมีความยาวตามปกติ ณ ตำแหน่งนี้สปริงจะไม่ส่งแรงมากระทำต่อวัตถุ ในรูปที่ 1a นี้มีวัตถุมวล m ผูกติดกับสปริง วางอยู่บนพื้นที่ซึ่งไม่มีแรงเสียดทาน ที่ตำแหน่งซึ่งปริงยืดออกจากความยาวปกติเป็นระยะทาง A สปริงจะออกแรงดึงวัตถุมวล m กลับมาอยู่ในตำแหน่งสมดุล x = 0 เรียกแรงที่สปริงกระทำต่อวัตถุนี้ว่าแรงดึงกลับ (Restoring force) ถ้า F เป็นแรงดึงกลับนี้จะได้ว่า

F = -kx -----(1)

แรงดึงกลับมีเครื่องหมายลบ เพราะทิศทางของเวกเตอร์ของแรงกับเวกเตอร์ของการขจัด x มักจะตรงข้ามกันเสมอ ค่า k คือค่านิจของสปริง (spring constant) ในรูปที่ 1 นี้ได้กำหนดให้ทิศทางขวาเป็นบวก ดังนั้นในรูป 1a ตำแหน่ง x = A จึงเป็นบวก ในขณะที่ทิศทางของแรงดึงกลับเป็นลบ และเนื่องจากวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ที่ x = A ความเร็วของวัตถุจึงเป็นศูนย์

เมื่อปล่อยให้วัตถุเคลื่อนที่ตามแรงของสปริง วัตถุจะเคลื่อนที่มาทางซ้าย และในรูปที่ 1b วัตถุผ่านตำแหน่ง x = 0 หรือตำแหน่งสมดุลซึ่งตำแหน่งนี้ แรงที่สปริงกระทำต่อวัตถุจะเป็นศูนย์ แต่อัตราเร็วของวัตถุจะมากที่สุด โดยทิศของความเร็วจะเป็นจากขวาไปซ้าย หรือความเร็วเป็นลบ เนื่องจากพื้นไม่มีแรงเสียดทาน และสปริงก็ไม่ออกแรงมากกระทำต่อวัตถุ ดังนั้นที่ตำแหน่ง x = 0 นี้ วัตถุจึงสามารถรักษาสภาพการเคลื่อนที่ตามกฎข้อที่ 1 ของนิวตันไว้ได้ วัตถุจึงยังคงสามารถเคลื่อนที่ต่อไปทางซ้ายได้

ในขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ไปทางซ้ายนั้น วัตถุก็จะผลักให้สปริงหดสั้นไปจากความยาวเดิมด้วย ดังนั้นสปริงจะพยายามออกแรงดึงกลับไปกระทำต่อวัตถุ เพื่อให้ตัวเองกลับไปสู่ความยาวปกติอีก จนในรูปที่ 1 C แสดงถึงขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ไปทางซ้ายมากที่สุด ความเร็วของวัตถุจะเป็นศูนย์ทิศของแรงดึงกลับจากซ้ายไปขวา หรือเป็นบวก เวกเตอร์ของการขจัดของวัตถุมีทิศจากขวาไปซ้าย และมีขนาดเป็น A ดังนั้นตำแหน่งของวัตถุขณะนี้จึงเป็น x = -A มีข้อน่าสังเกตว่า ขนาดของการขจัดมากที่สุดของวัตถุไม่ว่าจะเป็นทางซ้ายหรือขวาจะเท่ากัน คือเป็น a เนื่องจากในรูป 1c นี้มีแรงมากระทำต่อวัตถุเพียงแรงเดียว คือแรงจากสปริง ซึ่งมีทิศไปทางขวา วัตถุจึงเคลื่อนที่กลับไปทางขวาด้วยอิทธิพลของแรงนี้



รูปที่ 1

ในรูป 1d วัตถุกลับมาที่ตำแหน่งสมดุลของสปริงอีกครั้งหนึ่ง เช่นเดียวกับในรูป 1b แต่ในขณะนี้วัตถุมีความเร็วเป็นบวก หรือไปทางขวาวัตถุจึงยืดสปริงออกไป โดยยืดได้มากที่สุดถึงตำแหน่ง x = A ดังแสดงในรูป 1 e ซึ่งเป็นสถานเดียวกับรูป 1a ดังนั้นการเคลื่อนที่ของวัตถุจึงกลับมาในลักษณะเดิม คือจาก 1a 1b 1c 1d 1e 1a เป็นอย่างนี้เรื่อยไป ซึ่งจะเห็นว่าวัตถุมีการเคลื่อนที่กลับไปมาซ้ำของเดิม จึงเป็นการเคลื่อนที่แบบ SHM. มีข้อพึงระลึก จากสมการที่ (1) หรือ F = -kx ว่า วัตถุที่เคลื่อนที่แบบ SHM นั้น นอกจากจะเคลื่อนที่กลับไปมาซ้ำรอยเดิมแล้ว แรงดึงกลับที่กระทำต่อวัตถุยังแปรผันโดยตรงกับการขจัดของวัตถุอีกด้วย

ในการศึกษาการเคลื่อนที่แบบ SHM นี้ จะต้องกำหนดปริมาณต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

การขจัด (dis placement) คือระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปได้โดยนับจากจุดสมดุล

อัมปลิจูด (amplitude) คือระยะทางมากที่สุดที่วัตถุจะสามารถเคลื่อนที่ไปได้ โดยนับจากจุดสมดุลเช่นเดียวกัน อาจจะพิจารณาได้ว่าอัมปลิจูด ก็คือการขจัดมากที่สุดนั่นเอง

คาบ (period) คือเวลาที่วัตถุใช้ในการสั่น 1 รอบ (เช่นจากรูป 1a ถึง 1e

ความถี่ (frequency) คือจำนวนรอบที่วัตถุสั่น หรือเคลื่อนที่ได้ใน 1 วินาที จากนิยามเหล่านี้ ถ้า f เป็นความถี่ และ T เป็นคาบ จะได้ว่า

T =

ตอบ 3. 4 s

สืบค้นข้อมูล

ในการทดลองคาบการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย Simple Pendulum
จากกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน(เชิงมุม) จะได้ (mL^2)*a = -mgLsin(q), a เป็นความเร่งเชิงมุม อนุพันธ์อันดับสองของมุม q
สำหรับกรณีมุม theta เล็กๆ จะได้ว่า คาบการสั่น T = 2pi sqrt(L/g)
แม้ว่าการทดลองนี้ จะเป็นการทดลองที่หาความเร่งโน้มถ่วงได้ไม่แม่นยำนัก
แต่อยากทราบว่า วิธีการใดจะเป็นวิธีวัด/ทำการทดลองที่ดีที่สุดอะครับ
1) วัดคาบของการแกว่ง 20T (เป็นตัวเลขอื่นก็ได้ครับ, แต่มากกว่านี้ก็เริ่มเบื่อ) ที่ความยาว L ต่างๆ และหาค่า g ของแต่ละชุดข้อมูล ก่อนจะนำมาเฉลี่ย
2) ทำเช่นเดียวกับ ข้อ 1 แต่หาค่า g โดยอาศัยความชันของกราฟ T^2 กับ L (จากการวาดกราฟ/regressionด้วยcom/เครื่องคิดเลข)
3) วัดคาบการแกว่ง 20T ของการแกว่งที่ความยาว L เท่าเดิม หลายๆครั้ง แล้วนำมาเฉลี่ย หาค่า g
4) วัดคาบการแกว่ง 200T ของการแกว่งที่ความยาว L ค่าเดียวแล้วนำมาหาค่า g
5) วัดคาบการแกว่ง 20T ที่ความยาว L เท่าเดิม คล้ายข้อ 3) แต่ปล่อยให้ลูกต้มแกว่งไปเรื่อย (คล้ายกับในข้อ4)
นั่นคือ บันทึกเวลาที่ 20T, 40T, 60T, ..., 200T แล้วนำแต่ละช่วงมาลบกัน เฉลี่ยหาคาบ T แล้วหาค่า g

วิธีไหนดีที่สุดอะครับ ช่วยอธิบายเหตุผลสั้นๆ (ไม่ต้องยาวมาก) เป็นสมการหรือเป็น%ความคลาดเคลื่อนด้วยก็ได้ครับ
ขอขอบคุณล่วงหน้าครับ

ต่อท้าย #1 13 ก.พ. 2553, 19:14:26

ที่สงสัยเพราะว่า ประเทศญี่ปุ่น นิยมทำแบบที่ 5 ครับ
ต่อจากที่คุณ Lugia ตอบมาครับ
เมื่อเวลาผ่านไปลูกต้มอาจแกว่งเร็วขึ้นเล็กน้อยครับ เพราะมีมุมมีขนาดเล็กลงเนื่องด้วยแรงเสียดทานที่่จุดหมุน

ตอบ ข้อ 2. ไม่ขึ้นอยู่กับมวลของลูกต้ม

สืบค้นข้อมูล

ในการทดลองคาบการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย Simple Pendulum
จากกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน(เชิงมุม) จะได้ (mL^2)*a = -mgLsin(q), a เป็นความเร่งเชิงมุม อนุพันธ์อันดับสองของมุม q
สำหรับกรณีมุม theta เล็กๆ จะได้ว่า คาบการสั่น T = 2pi sqrt(L/g)
แม้ว่าการทดลองนี้ จะเป็นการทดลองที่หาความเร่งโน้มถ่วงได้ไม่แม่นยำนัก
แต่อยากทราบว่า วิธีการใดจะเป็นวิธีวัด/ทำการทดลองที่ดีที่สุดอะครับ
1) วัดคาบของการแกว่ง 20T (เป็นตัวเลขอื่นก็ได้ครับ, แต่มากกว่านี้ก็เริ่มเบื่อ) ที่ความยาว L ต่างๆ และหาค่า g ของแต่ละชุดข้อมูล ก่อนจะนำมาเฉลี่ย
2) ทำเช่นเดียวกับ ข้อ 1 แต่หาค่า g โดยอาศัยความชันของกราฟ T^2 กับ L (จากการวาดกราฟ/regressionด้วยcom/เครื่องคิดเลข)
3) วัดคาบการแกว่ง 20T ของการแกว่งที่ความยาว L เท่าเดิม หลายๆครั้ง แล้วนำมาเฉลี่ย หาค่า g
4) วัดคาบการแกว่ง 200T ของการแกว่งที่ความยาว L ค่าเดียวแล้วนำมาหาค่า g
5) วัดคาบการแกว่ง 20T ที่ความยาว L เท่าเดิม คล้ายข้อ 3) แต่ปล่อยให้ลูกต้มแกว่งไปเรื่อย (คล้ายกับในข้อ4)
นั่นคือ บันทึกเวลาที่ 20T, 40T, 60T, ..., 200T แล้วนำแต่ละช่วงมาลบกัน เฉลี่ยหาคาบ T แล้วหาค่า g

วิธีไหนดีที่สุดอะครับ ช่วยอธิบายเหตุผลสั้นๆ (ไม่ต้องยาวมาก) เป็นสมการหรือเป็น%ความคลาดเคลื่อนด้วยก็ได้ครับ
ขอขอบคุณล่วงหน้าครับ

ต่อท้าย #1 13 ก.พ. 2553, 19:14:26

ที่สงสัยเพราะว่า ประเทศญี่ปุ่น นิยมทำแบบที่ 5 ครับ
ต่อจากที่คุณ Lugia ตอบมาครับ
เมื่อเวลาผ่านไปลูกต้มอาจแกว่งเร็วขึ้นเล็กน้อยครับ เพราะมีมุมมีขนาดเล็กลงเนื่องด้วยแรงเสียดทานที่่จุดหมุน

ตอบ ข้อ 2. ไม่ขึ้นอยู่กับมวลของลูกต้ม

พิจารณาการเคลื่อนที่ของรถ 2 คัน เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน ออกจากจุดเริ่มต้นเดียวกัน เมื่อเขียนกราฟระหว่างความเร็วกับเวลาของรถทั้งสองได้ดังรูป

 
  รูปที่ 8 แสดงการเคลื่อนที่ของรถ 2 คัน ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน จากจุดเริ่มต้นเดียวกัน      รถคันสีฟ้าเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่ 10 m/s      รถคันสีแดงเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ 4.2 m/s² เป็นเวลา 3 วินาที หลังจากนั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็งคงตัว      ข้อสังเกตุโดยรถทั้ง 2 คันเริ่มต้นเคลื่อนที่พร้อมกัน

ตอบ ข้อ 4. ระยะทางเพิ่มขึ้นสม่ำเสมอ

โปรเจคไตล์ขอให้ทำความเข้าใจว่า การเคลื่อนที่แบบนี้เกิดบนสมมุติฐานที่ว่า การเคลื่อนที่ในแกน X และการเคลื่อนที่ในแนวแกน Y แยกจากกัน ทำให้เวลาคิด ก็แค่คิดแบบต่างคนต่างไปก็พอ

นี่คือรูป การเคลื่อนที่แบบโปรเจคไตล์นะครับ

ภาคคำนวน

ก่อนอื่นเราต้องรู้วิธีการแตกเวกเตอร์ก่อน ในรูปนั่นอ่ะ แตกเวกเตอร์ของความเร็วได้อะไร ในแนวแกน X และ Y

แกน X คือ แกนนอน แกน Y คือแกนตั้งนะครับ

โดยทั่วไป เค้าก็จะจำกันว่า ชิดมุมใช้คอส ห่างมุมใช้ไซน์

หมายถึง ถ้าเป็นความเร็วในแนวที่ชิดกับมุม ดูจากในรูป คือแกน X ก็จะใช้ เวกเตอร์ที่จะแตก(U)แล้วคูณด้วย cos จากตัวอย่าง ถ้าห่างมุมก็จะใช้ U คูณด้วย sin

จากตัวอย่างความเร็วในแนวแกน X ก็คือ U cos เซต้า   แกน Y ก็คือ U sin เซต้า

ความจริงเราสามารถพิสูจน์ได้ไม่ยาก ว่าแตกแล้วทำไมถึงได้แบบนั้น ใช้ตรีโกณง่ายๆ

ลองไปทำดูเองนะครับ มันหารูปที่จะทำให้ดูยากอ่ะ ขอข้ามไปแล้วกัน

ทีนี้เวลาทำโจทย์อ่ะ ก็ต้องแยกความเร็วคิดก่อนเลย แตกเวกเตอร์แบบข้างบนแหละ ให้ได้ความเร็วออกมาทั้งแกน X และแกน Y

ลองดูอันนี้นะ

เวลาคิดก็คอนเซปเดิม คือ แยกคิดแต่ละแกน ซึ่งแต่ละแกนนั้นอ่ะ จะเชื่อมกันด้วยเวลา

ประมาณว่า ผ่านไป 1 วิ มันขึ้นไปในแกน Y แต่ 1 วินั้นมันก็ไปทางขวา ของแกน X ด้วยเช่นเดียวกัน

เพราะ งั้นเรื่องนี้ก็จะเซตได้ 2 สมการ ที่เชื่อมกันด้วย เวลา(t) โดยแกน X จะง่ายๆ ไม่มีไรซับซ้อน เนื่องจาก มันไม่โดนความเร่งกระทำ เริ่มมามันมีความเร็วเท่าไหร่ มันก็ไปด้วยความเร็วนั้นต่อไปเรื่อยๆ

(ความเร่งที่กระทำกับวัตถุ อยู่ในแนวแกน Y) จากสมการ s = ut + 1/2at² แต่ a เป็น 0 ก็จะทำให้เหลือ

แค่ s = uxt (U ต้องเป็น ความเร็วในแนวแกน X)เพราะงั้นถ้าเราจะหาระยะทางที่ไปได้ ก็ต้องการแค่ความเร็วในแกน X กับเวลาก็พอแล้ว

แต่...

แต่... เวลา ที่แกน X ใช้ในการเคลื่อนที่ในเรื่องนี้คืออะไร ลองดูรูป แล้วคิดตามว่า แกน X จะเริ่มวิ่งเมื่อไหร่ (ก็ตอนมันเริ่มขึ้นอ่ะจิ) แล้วมันจะหยุดวิ่งเมื่อไหร่(ก็ตอนที่มันปักลงพื้นอ่ะจิ หัวทิ่มดินแล้ว มันก็ไม่วิ่งต่อ)

เพราะงั้น เวลาที่แกน X ใช้เคลื่อนที่ก็คือ เวลาที่ แกน Y ใช้เริ่มขึ้นข้างบน แล้วตกลงพื้นนั่นเอง

ถ้า โจทย์เป็นแบบนี้ก็ไม่มีอะไรมาก ก็แค่คิดหาเวลาที่มันใช้ตกลงพื้น(ใช้การ เคลื่อนที่แนวดิ่งแล้ว เห็นไม๊ ก็คือการกระจัดเป็น 0 และความเร็วเริ่มต้นที่ใช้ก็ต้องเป็นความเร็วที่แตกเข้าแกนแล้ว) แล้วก็นำเวลานั้นไปแทนค่าใน สมการของแกน X (บอกแล้วว่ามันเชื่อมกันด้วยเวลา) แล้วก็ตอบ

โจทย์ทดสอบความเข้าใจนะครับ

ขว้าง ลูกบอลออกจากตึกสูง 500 เมตร ด้วยความเร็ว 100 m/s ในแนวทำมุมเงย 30 องศากับแนวราบ จงหาว่าขณะที่ลูกบอลกระทบพื้น จะมีความเร็วเท่าใด และตกห่างจากจุดเริ่มปล่อยเท่าไรในแนวระดับ

เริ่มกันที่เราต้องแตกความเร็วออกไปในแกน X และ Y ได้ว่า U(x) = 50รูท3 m/s (หาวิธีพิมพ์ไม่ได้อ่ะ) U(y) = 50 m/s

ที นี้ โจทย์บอกว่าวัตถุ มันร่วงลงไปจากตึก กระทบพื้น เราก็จะมาหาเวลาที่มันใช้ร่วงไปยังพื้น(ซึ่งเวลานั้นแหละที่ความ เร็วในแกน X ใช้พาลูกบอลไปในแนวระดับ) จากสมการ s = ut +1/2at²(ใคร ที่ยังงงว่า เลือกสูตรไหนมาใช้หว่า ขอแนะนำว่าให้ตั้งมั่นไว้ว่าเราต้องการอะไร แล้วดูว่า เรารู้อะไรบ้าง ทำไปซักพัก มันจะเลือกสูตรได้เอง)

มันร่วงลงไปการกระจัดเป็น -500 m ความเร็วมีทิศขึ้นเพราะงั้นเป็น +50 m/s ค่า g มีทิศลงเพราะงั้นมีค่าเป็น -10m/s แก้สมการ -500 = 50t - 5t² เสร็จแล้วก็แก้หา t ได้จาก การแก้สมการกำลังสอง ได้ t ออกมาไม่สวยนัก(เลขห่วย) แล้วเอาเวลา t นั้นอ่ะ ไปคูณกับความเร็วในแกน X ก็จะได้คำตอบของระยะทางที่โจทย์ต้องการ

ส่วนความเร็ว ที่จุดกระทบนั้นก็ให้หาความเร็วในแกน y ตอนที่กำลังจะกระทบพื้น

ซึ่งหาได้จากสูตร v² = u² +2as แทนค่า(ไม่ลงรายละเอียดแล้วนะครับ)

ก็จะได้ v² = 7500 + 2 *-10*-500 = 7500+10000 = 17500

แต่ เราจะถอดรูทเลย แล้วตอบ ก็คงง่ายไป เค้าจะหลอกตรงที่ว่า ความเร็วที่ตกกระทบพื้น หลักๆ เกิดจาก แกน y ก็จริง แต่ในข้อนี้ ต้องเอาแกน X มารวมด้วย

รวมเวกเตอร์ได้ว่า 17500+2500 = v² = 20000

ถอดรูทออก ก็จะได้ 100รูท2 เป็นคำตอบสุดท้ายในบทนี้

ตอบ ข้อ 3. ความเร็วของวัตถุในแนวดิ่งที่เป็นศูนย์

สืบค้นข้อมูล

ความหมายของอัตราเร่งหรือความเร่ง คือ อัตราเร็วหรือ ความเร็วที่เปลี่ยนไปในหนึ่งหน่วยเวลาที่วัตถุมีการเคลื่อนที่

               การคำนวณหาค่าอัตราเร่ง ทำได้โดยหาอัตราเร็วที่เปลี่ยนไปโดยใช้อัตราเร็วสุดท้ายของการเคลื่อนที่ลบด้วยอัตราเร็วเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ หารด้วยเวลาที่ใช้เปลี่ยนค่าอัตราเร็วนั้น เช่น

               กำหนดให้        เป็นอัตราเร็วเริ่มต้นของการเคลื่อนที่
                                       เป็นอัตราเร็วสุดท้ายของการเคลื่อนที่
                                      เป็นเวลาขณะที่เริ่มต้นการเคลื่อนที่
                                      เป็นเวลาในช่วงสุดท้ายของการเคลื่อนที
                                       เป็นค่าอัตราเร่งของการเคลื่อนที่
                สมการแสดงความสัมพันธ์ คือ
                         หรือ                                  ถ้า  คือ ช่วงเวลาที่มีการเปลี่ยนค่าอัตราเร็ว   (สมการที่ 2)
               สำหรับสูตรในการคำนวณหาค่าความเร่ง  ใช้สูตรเดียวกัน เพียงแต่ค่าความเร็วที่เปลี่ยนไปเป็นปริมาณสเกลลาร์

ตอบ ข้อ 1.  1.6 m/s

ตอบ ข้อ 3.  2.0 m/s
วัตถุโดยทั่วไป แบ่งได้ 2 ชนิด คือ
        ตัวนำ  หมายถึงวัตถุที่สามารถนำไฟฟ้าได้ ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านวัตถุนี้ได้
        ฉนวน หมายถึงวัตถุที่ไม่ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้ ถ้าเราให้ประจุแก่ฉนวนประจุนั้นจะอยู่นิ่งกับที่ไม่เคลื่อนที่ไปไหน

ตอบ ข้อ 4. ทิศ -Y ด้วยความเร่ง