การทดลองกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน

            ห้องทดลองนี้เป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงด้วยความเร่งคงที่  เรากำหนดให้ความเร่งของโลก  g =  9.81  m/s²    และสามารถเปลี่ยนค่ามวลและสัมประสิทธ์แรงเสียดทานได้   

            คุณยังสามารถปรับแต่งตำแหน่งการวัด  โดยใช้วัดเปลี่ยนตำแหน่งหัววัดแสง  LB  (Light Barrier)   ซึ่งหัววัดนี้มีความถูกต้องแม่นยำ  5  มิลลิเมตร    เมื่อการเคลื่อนที่สิ้นสุดลงจะปรากฎเวลาของการเคลื่อนที่  ซึ่งหน้าต่างแสดงนาฬิกามีความละเอียดของการวัด   1  มิลลิวินาที  ให้กดปุ่มบันทึกข้อมูล ครั้งแรก  หน้าต่างทางด้านล่างจะปรากฎค่า s  กับ  t    ต่อไปให้เปลี่ยนค่า LB   และบันทึกค่าถัดไป

 ใบบันทึกผล   

กำหนดให้  สัมประสิทธ์ความเสียดทาน  =  0      มวล  M  =  100  กรัม      มวล  m =  5   กรัม

a(ทดลอง)    =    ____________m/s²

a(ทฤษฎี)       =    ________________ m/s²  จากสมการ  [m/(M+m)]g

จงเขียนกราฟระหว่าง  s  กับ  t

และจงพิสูจน์ว่า   s  =   at²/2   เป็นจริงตามทฤษฎี

• ในการทดลองเสมือน  ลองกำหนดให้  มวล M  และมวล m  เป็นศูนย์ จะเกิดอะไรขึ้น    จงอธิบายอย่างละเอียด

ตัวอย่าง

ลองทดลองผ่านทางอินเตอร์เน็ตว่าผลที่ได้เป็นจริงหรือไม่ ?

สมการล่างเป็นการหาค่าความเร่งในกรณีที่คิดแรงเสียดทาน

a =  ความเร่ง  :   m :  มวลแขวน  :   g :  ความเร่งโน้มถ่วงของโลก  :   m :  สัมประสิทธ์แรงเสียดทาน  :  M  :  มวลของรถ

สมการล่างเป็นการหาระยะการเคลื่อนที่เมื่อทราบค่าของความเร่ง

ทฤษฎีนำมาจากหนังสือ

เดือนเมษายน ค.ศ. 1974 นายจอร์น แมสสิส สามารถใช้พละกำลังของตัวเขาเองในการลากโบกี้รถไฟ จากรูปจะเห็นว่าเขาใช้ปากงับเชือกที่ผูกไว้กับโบกี้รถไฟแล้วก็ดึงตู้โบกี้ทั้งตู้ไปตามราง โดยปกติตู้โบกี้จะมีน้ำหนักประมาณ 70 ตัน จะเห็นว่าแรงที่เขาต้องใช้มีค่ามหาศาลมาก ทุกคนคงจะมีคำถามอยู่ในใจว่า นายจอร์น แมสสิสเป็นซุปเบอร์แมนหรือไม่? และฟันของเขาสามารถทนแรงมากมายขนาดนี้ได้อย่างไร  อ่านต่อครับ

แบบฝึกหัด  

    ให้นักศึกษาเลียนแบบการดึงของนาย จอร์น แมสสิส  โดยกำหนดให้ใช้มวลของตนเอง  ลากโบกี้รถไฟที่มีมวลตั้งแต่  50 ถึง  80  ตัน  คำนวณหาความเร่งที่ได้   โดยให้การลากกระทำอยู่ในแนวระดับ  ไม่ต้องเป็นแบบ  30  องศาแบบนายแมสสิส  

บันทึกผลลงในตารางผลการทดลอง    

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

เรื่องการทดลองเสมือนจริง