การเคลื่อนที่แนวตรง
การเคลื่อนที่แนวตรง
การเคลื่อนที่แนวตรง เป็นพื้นฐานของบทกลศาสตร์ที่สำคัญในเรื่องของการเคลื่อนแบบต่างๆ ที่จะได้ศึกษาในระดับต่อไป เนื่องจากการเคลื่อนที่รูปแบบต่างๆได้พิสูจน์และประยุกต์ใช้มาจากการเคลื่อนที่แนวตรงเป็นพื้นฐานก่อนเสมอ ทำให้เรื่องการเคลื่อนที่แนวตรง เป็นหัวข้อที่สำคัญมาก และพื้นฐานที่สำคัญในวิชาฟิสิกส์ต่อไป
ทบทวนความจำ
ปริมาณทางฟิสิกส์ มีด้วยกัน 2 ชนิดคือ
- ปริมาณสเกลาร์ คือ ปริมาณที่มีแต่ขนาด
- ปริมาณเวกเตอร์ คือ ปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง
ในหัวข้อการเคลื่อนที่แนวตรงการรู้ชนิดของตัวแปรว่า เป็นปริมาณเวกเตอร์ หรือ สเกลาร์นัั้นสำคัญมากต่อการทำโจทย์
ตัวแปรที่ควรทราบ
สเกลาร์ | เวกเตอร์ |
ระยะทาง (s) คือ ความยาวตามเส้นทางจริงของวัตถุ มีขนาดเพียงอย่างเดียว มีหน่วยเป็น เมตร (m) | การกระจัด (s) คือ ความยาวเส้นตรงที่ที่เชื่อมระหว่างจุดเริ่มเต้นและจุดสิ้นสุด ต้องคำนึงถึงขนาดและทิศทาง มีหน่วยเป็นเมตร (m) |
อัตราเร็ว (v) คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา ไม่จำเป็นต้องบอกทิศทางการเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น (m/s) | ความเร็ว (v) คือ การกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จำเป็นต้องบอกทิศทางการเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น (m/s) |
อัตราเร่ง (a) คือ การเปลี่ยนแปลงอัตราเร็วในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น (m/s2) | ความเร่ง (a) คือ การเปลี่ยนแปลงความเร็วในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น (m/s2) |
ตำแหน่ง คือบริเวณที่ตั้งของวัตถุในระบบพิกัดฉาก
สมการการเคลื่อนที่เมื่อความเร็วคงที่
v = s/t
สมการการเคลื่อนที่ในแนวราบของวัตถุ
v = u + at
s = ut + (1/2)at2
v2 = u2+ 2as
s = ( u + v )t/2
สมการการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของวัตถุ
v = u + gt
s = ut + (1/2)gt2
v2 = u2+ 2gs
s = ( u + v )t/2
โดย
s = ระยะกระจัด (m)
u = ความเร็วต้น (m/s)
v = ความเร็วปลาย (m/s)
a = ความเร่ง (m/s2)
t = เวลา (s)
หมายเหตุ : เครื่องหมายของปริมาณเวกเตอร์ทั้งหลาย ขึ้นอยู่กับทิศอ้างอิงโดยปกติแล้ว มักจะชั้นทิศทาง ของ a และ g เป็นทิศอ้างอิง
การวิเคราะห์กราฟการเคลื่อนที่
การแปลความหมายจากกราฟ ให้พิจารณา 2 กรณี
1. ความชัน (slope)
2. พื้นที่ใต้กราฟ
โดยกราฟแต่ละชนิดสามารถวิเคราะห์ได้ดังนี้
- กราฟ s – t
ความชั้น = v
- กราฟ v – t
ความชัน = a
พื้นที่ใต้กราฟ = s
- กราฟ a – t
พื้นที่ไต้กราฟ = v
กราฟการเคลื่อนที่
การหาความหมายของกราฟและความสัมพันธ์ของกราฟ
โปรแกรมจำลองการเคลื่อนที่แนวตรง
โปรแกรมในการช่วยคำนวณและจำลองผลลัพธ์ของการเคลื่อนที่แนวตรง
โปรแกรมจำลองการเคลื่อนที่แนวดิ่ง
โปรแกรมในการช่วยคำนวณและจำลองผลลัพธ์ของการเคลื่อนที่แนวดิ่ง
