สรุปการเคลื่อนที่

ให้พิรารณารูปแต่ละรูป ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุ ในเงื่อนไขต่างๆ กัน  จากการเคลื่อนที่ จะแสดงแถบกระดาษ ของการเคลื่อนที่ และกราฟของการกระจัด ความเร็ว ความเร่งกับเวลา ของการเคลื่อนที่ตามเงื่อนไขดังกล่าว

   

รูปที่ 1 แสดงแถบกระดาษของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ โดยมีทิศทางไปทางซ้าย  

วัตถุชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่จากหยุดนิ่งด้วยอัตราเร็วคงที่ไปทางซ้ายมือ     เมื่อนำแถบกระดาษที่สอดผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา มาพิจารณา จะได้ ลักษณะของจุดบนแถบกระดาษ ดังรูป 1(บน) จากแถบกระดาษพบว่าระยะห่างระหว่างช่วงจุดจะเท่า ๆ กัน(แสดงว่าอัตราเร็วคงที่) ระยะการกระจัดของวัตถุจะเป็นลบเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ (ให้ทิศไปทางขวามือเป็นบวก) และเมื่อนำระยะห่างบนจุดกระดาษไปเขียนกราฟระหว่างการกระจัดกับเวลาจะได้กราฟรูปซ้ายมือ เส้นกราฟมีลักษณะของเส้นตรงซึ่งสามารถหาความชันได้ โดยความชันก็คือความเร็วของการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นความเร็วที่คงที่(กราฟรูปกลาง)   โดยความเร็ว จะเป็นลบ มีค่า = -12 m/s และกราฟความเร่งกับเวลา(รูปขวามือ)เร่งเท่ากับศูนย์ตลอดเวลาการเคลื่อนที่

 

 

 

 รูปที่ 2 แสดงแถบกระดาษของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ ไปทางขวามือ  

วัตถุชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่จากหยุดนิ่งด้วยความเร่งคงที่ไปทางขวามือ เมื่อนำแถบกระดาษที่สอดผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา มาพิจารณา จะได้ ลักษณะของจุดบนแถบกระดาษ ดังรูป 2(บน)พบว่าระยะห่างระหว่างช่วงจุดแต่ละช่วงจะไม่เท่ากันแต่จะเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ หมายความว่าระยะทางที่เคลื่อนที่ได้ใน 1 หน่วยเวลาจะมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเวลาเพิ่มขึ้น และเมื่อนำระยะห่างบนจุดกระดาษไปเขียนกราฟระหว่างตำแหน่งของวัตถุกับเวลา จะได้ดังกราฟในลักษณะกราฟพาราโบล่าดังรูปที่ 2 (ล่างซ้าย)   ซึ่งสามารถหาความชันที่เวลาต่าง ๆ (จากความชันของเส้นสัมผัสส่วนโค้งที่เวลาต่าง ๆ)ได้ พบว่าความชันเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและมีค่าเป็นบวก แต่ค่าของความชันก็คือความเร็ว นั่นแสดงว่าความเร็วของวัตถุจะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและมีค่าเป็นบวก (ดูกราฟรูปกลาง) และความเร่งของวัตถุหาได้จากความชันของเส้นกราฟความเร็วกับเวลา(กราฟเส้นตรงจะมีความชันคงที่) กราฟความเร่งกับเวลา(รูปซ้ายมือ) จะพบว่ามีค่าคงที่เท่ากับ +1.5เมตร/วินาที2  

 

 

 รูปที่ 3 แสดงแถบกระดาษของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความคงที่(ความเร่งเป็นลบ) ไปทางขวามือ  

 วัตถุชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต้น 20 m/s ด้วยความเร่งคงที(แต่เป็นลบ)่ไปทางขวามือ เมื่อนำแถบกระดาษที่สอดผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา มาพิจารณา จะได้ ลักษณะของจุดบนแถบกระดาษ ดังรูป 3(บน)  จากแถบกระดาษพบว่าระยะห่างระหว่างช่วงจุดแต่ละช่วงจะไม่เท่ากันแต่จะลดลงเรื่อย ๆ หมายความว่าระยะทางที่เคลื่อนที่ได้ใน 1 หน่วยเวลาจะลดลงเรื่อย ๆ เมื่อเวลามากขึ้น เมื่อนำมาเขียนกราฟระหว่างการกระจัดของวัตถุกับเวลา พบว่าการกระจัดของวัตถุจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ  แต่อัตราการเพิ่มขึ้นในแต่ละช่วงเวลาจะลดลงเรื่อย ๆ  โดยมีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะกราฟพาโบล่า(คว่ำ) ดังกราฟรูปที่ 3 (ล่างซ้าย) ซึ่งสามารถหาความชันที่เวลาต่าง ๆ (จากความชันของเส้นสัมผัสส่วนโค้ง)ได้ พบว่าความชันลดลงอย่างสม่ำเสมอ แตยังคงมีค่าเป็นบวก และค่าของความชันก็คือความเร็ว นั่นแสดงว่าความเร็วของวัตถุจะลดลงอย่างสม่ำเสมอ(แต่ค่ายังเป็นบวก) (ดูกราฟรูปกลาง) และความเร่งของวัตถุหาได้จากความชันของเส้นกราฟความเร็วกับเวลา(ซึ่งเป็นกราฟเส้นตรงจะมีความชันคงที่) กราฟความเร่งกับเวลา(รูปซ้ายมือ) จะพบว่ามีค่าคงที่และเป็นลบ -0.75 เมตร/วินาที2

 

 

 รูปที่ 4 แสดงแถบกระดาษของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ ไปทางซ้าย

วัตถุชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่จากหยุดนิ่งด้วยความเร่งคงที่ไปทางซ้ายมือ เมื่อนำแถบกระดาษที่สอดผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา มาพิจารณา จะได้ ลักษณะของจุดบนแถบกระดาษ ดังรูป 4(บน) และเมื่อนำระยะห่างบนจุดกระดาษไปเขียนกราฟระหว่างตำแหน่งของวัตถุกับเวลา จะได้ดังกราฟรูปที่ 4 กราฟซ้ายมือแสดงการกระจัดของวัตถุกับเวลา พบว่าการกระจัดมีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะกราฟพาโบล่า(แต่อยู่ใต้แกน) ซึ่งสามารถหาความชันที่เวลาต่าง ๆ (จากความชันของเส้นสัมผัสส่วนโค้ง)ได้ พบว่าความชันเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและมีค่าเป็นลบ(เป็นลบมากขึ้นเรื่อย ๆ) แต่ค่าของความชันก็คือความเร็ว นั่นแสดงว่าความเร็วของวัตถุจะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและมีค่าเป็นลบ (ดูกราฟรูปกลาง) และความเร่งของวัตถุหาได้จากความชันของเส้นกราฟความเร็วกับเวลา(ซึ่งเป็นกราฟเส้นตรงจะมีความชันคงที่) กราฟความเร่งกับเวลา(รูปซ้ายมือ) จะพบว่ามีค่าคงที่เท่ากับ - 1.5เมตร/วินาที2  

ให้พิจารณารถ 3 คัน จงพิจารณาว่ารถคันใดเคลื่อนที่อย่างไร คันสีใดมีความเร็วคงที่ มีความเร่งเป็นบวก และมีความเร่งเป็นลบ

(หมายเหต รถแต่ละคันไม่ได้เคลื่อนที่จากหยุดนิ่ง)

 

  รูปที่ 5 แสดงการเคลื่อนที่ของรถ 3 คัน มีความเร่งไม่เท่ากัน
1. รถสีแดงเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเป็นลบ   ทำให้ความเร็วรถลดลงอย่างสม่ำเสมอ  (สังเกต ได้จากการเคลื่อนที่ช้าลง) อาจเรียกความเร่งประเภทนี้ว่า ความหน่วง ในการคำนวน จะกำหนดให้ความเร่งประเภทนี้มีเครื่องหมายลบ
2. รถสีเขียวเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ซึ่งแสดงว่าความเร่งเท่ากับศูนย์
3. รถสีน้ำเงินเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเป็นบวก    ทำให้ความเร็วรถเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ      ในการคำนวนจะกำหนดให้ความเร่งประเภทนี้ มีเครื่องหมายบวก 

 
้พิจารณาการเคลื่อนที่ของรถ 2 คัน เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน เริ่มต้นเคลื่อนทีไม่ พร้อมกัน คันสีแดงวิ่งมาด้วยความเร็วคงที่ 20 m/s ผ่านคันสีน้ำเงินซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 5.5 m/s ณ ตำแหน่ง 20 เมตร จากจุดอ้างอิง  สามารถเขียนกราฟได้ดังรูป

 

 

รูปที่ 6 แสดงการเคลื่อนที่ของรถ 2 คัน ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน ออกจากจุดเดียวกัน

พิจารณาการเคลื่อนที่ของรถ 2 คัน เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน ออกจากจุดเริ่มต่างกัน เมื่อเขียนกราฟระหว่างตำแหน่งของรถแต่ละคันกับเวลา ได้ดังกราฟ

 

รูปที่ 7 แสดงการเคลื่อนที่ของรถ 2 คัน ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน จากจุดเริ่มต้นต่างกัน
     รถคันสีฟ้าเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่ 6 m/s จากตำแหน่งที่ 20      รถคันสีแดงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 16.67 m/s และเริ่มเคลื่อนที่จากตำแหน่งอ้างอิง      ข้อสังเกตโดยรถทั้ง 2 คันเริ่มต้นเคลื่อนที่ไม่พร้อมกัน

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


ของ  อ.  ประเจียด ปฐมภาค      นำมาจาก  http://www.pt.ac.th/ptweb/prajead/home1.htm  ฟิสิกส์ราชมงคลขอขอบคุณมากครับ

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสี

 

 

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การเรียนฟิสิกส์ 1 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต