เอกสาร ประกอบ การ เรียนการเคลื่อนที่ แนวตรง

เอกสารประกอบการเรียนวิชาฟิสิกส์ เรื่องการเคลื่อนที่แนวตรง from jatoorong

2. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 3. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 4. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 5. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 6. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 7. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 8. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 9. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 10. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 11. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 12. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 13. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 14. [. ] http://jatoorong.wordpress.com 15. [. ] http://jatoorong.wordpress.com

ความเรว็ (Velocity) คือ การกระจัดทเ่ี คลอื่ นทไ่ี ดใ้ นหนึง่ หนว่ ยเวลา มีหน่วยเป็น เมตรต่อวนิ าที (m/s)

เป็นปรมิ าณเวกเตอร์ เขยี นเป็นสมการได้

v⃑ = ⃑s
t
เมือ่ ⃑v = ความเรว็ (m/s)

⃑s = การกระจัด (m)

t = เวลาที่ใชใ้ นการเคลือ่ นท่ี (s)

ความเร็ว ณ.จุดใดจุดหนึ่ง (instantaneousvelocity)
ความเรว็ ณ.จุดหน่ึง ๆ อาจหาคา่ ไดโ้ ดยใชอ้ นุพนั ธ์ของฟังกช์ ่ัน หรืออาจหาค่าไดจ้ ากความชนั เส้นกราฟของการ
กระจัดกบั เวลาก็ได้

ตัวอยา่ งท่ี 1 รถยนต์คันหนง่ึ เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงตัว ขนานกับรถไฟขบวนหนง่ึ ซง่ึ มคี วามยาว 60 เมตร
และจอดนงิ่ บนรางตรง ถา้ เวลาทร่ี ถยนต์ใช้เคลื่อนทจ่ี ากหวั ขบวนถึงทา้ ยขบวนเทา่ กับ 3 วินาที
รถยนตม์ อี ัตราเรว็ เท่าใด
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 6 สอนโดย ครูนิปัทมา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคลื่อนท่ีแนวตรง 7

ตัวอยา่ งท่ี 2 กำหนดกราฟการกระจดั ของการเคลอื่ นที่หน่ึงเทียบกับเวลาเป็นดงั รูป จงหาความเร็ว ณ.จดุ วนิ าทที ี่
15 ในหน่วย เมตร/วนิ าที
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

แบบฝึกทักษะ เรอ่ื ง อัตราเร็วและความเร็ว

คำชแี้ จง ให้นกั เรยี นแสดงวิธที ำตอ่ ไปน้ใี หถ้ ูกตอ้ ง
1. รถยนต์คันหนงึ่ เคล่ือนท่ีด้วยอัตราเร็วคงตัว ขนานกับรถไฟขบวนหน่ึงซึ่งมีความยาว 60 เมตร และจอดน่ิงบน
รางตรง ถา้ เวลาท่ีรถยนตใ์ ชเ้ คลอ่ื นทจี่ ากหัวขบวนถงึ ทา้ ยขบวนเท่ากับ 3 วินาที รถยนต์มอี ัตราเร็วเทา่ ใด
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

2. จงหาอัตราเร็วเฉลี่ย และความเรว็ เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ภาพตอ่ ไปนี้ ในหน่วยเมตรต่อวินาที เวลาท่ีใช้ในการ
เคลอ่ื นที่ทัง้ หมดเทา่ กบั 2 วินาที

วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 7 สอนโดย ครนู ปิ ัทมา นิเฮง

บทที่ 2 การเคลือ่ นท่ีแนวตรง 8

3. นายตเี๋ คล่อื นท่ีเปน็ เส้นตรงด้วยอตั ราเรว็ 5 เมตร/วินาที ได้ระยะทาง 100 เมตร แล้วจึงวงิ่ ต่อด้วยอัตราเร็ว
10 เมตร/วินาที ได้ระยะทาง 50 เมตร อัตราเร็วเฉลยี่ มีค่ากเ่ี มตร/วินาที
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

4 อัตราเร่งและความเร่ง

อตั ราเร่ง คอื อัตราเร็วทเี่ ปล่ียนไปในหน่ึงหน่วยเวลา มหี น่วยเป็น เมตรต่อวินาที2 (m/s2) เปน็ ปรมิ าณ
สเกลาร์ เขียนเปน็ สมการได้

v-u
a= t

เม่อื a = อตั ราเร่ง (m/s2)
v = อตั ราเรว็ ตอนหลัง (m/s)
u = อัตราเร็วตอนแรก (m/s)
t = เวลาท่ใี ช้ในชว่ งเปลี่ยนอัตราเร็ว (s)

ความเร่ง คือ ความเรว็ ที่เปล่ยี นไปในหนง่ึ หนว่ ยเวลา มีหน่วยเป็น เมตรตอ่ วนิ าที2 (m/s2) เปน็ ปรมิ าณ
เวกเตอร์ เขียนเป็นสมการได้

⃑a = ⃑v - ⃑u
t

เม่อื ⃑a = ความเรง่ (m/s2)
⃑v = ความเร็วตอนหลัง (m/s)
⃑u = ความเรว็ ตอนแรก (m/s)
t = เวลาทใ่ี ช้ในช่วงเปล่ียนความเร็ว (s)

หนา้ 8 สอนโดย ครูนิปัทมา นเิ ฮง

บทท่ี 2 การเคลื่อนที่แนวตรง 9

ส่งิ ท่คี วรรู้

ถ้า a⃑ เปน็ บวก เรียกว่า ความเรง่ ซงึ่ หมายถึง ความเร็ว ⃑v มคี ่าเพิม่ ขนึ้
ถ้า a⃑ เป็นลบ เรียกวา่ ความหนว่ ง ซ่งึ หมายถึง ความเรว็ ⃑v มีคา่ ลดลง
ถา้ ⃑a เป็น 0 หมายถึง ความเรว็ ⃑v มีคา่ คงที่

คำถามชวนคิด

1. หากลฟิ ตก์ ำลังเคล่อื นทข่ี นึ้ ด้วยความเรว็ ทล่ี ดลงอยา่ งสมำ่ เสมอ นักเรียนคิดวา่ ความเร่งจะมคี า่ เป็น

อยา่ งไร

ก. มคี า่ เป็นบวก ข. มีค่าเป็นลบ

ค. มคี า่ เป็นศูนย์ ง. ไม่มคี ำตอบท่ีถกู

2. เมื่อเรากลา่ ววา่ “ความเร่ง” น้ัน หมายถงึ ข้อใด
ก. ความเร่งเฉลี่ย
ข. ความเรง่ ขณะหนง่ึ

หน้า 9 สอนโดย ครนู ปิ ทั มา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคล่ือนที่แนวตรง 10

แบบฝึกทักษะ เรอ่ื ง อัตราเรง่ และความเรง่

คำชีแ้ จง ให้นกั เรยี นแสดงวิธีทำต่อไปนใี้ หถ้ ูกตอ้ ง
1. รถยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวตรงโดยมีความเร็ว 20 เมตรต่อวินาที ต่อมาคนขับได้เร่งเครื่องยนต์ทำให้
รถยนต์มคี วามเรง่ 3 เมตรต่อวินาที2 เปน็ เวลา 5 วนิ าที จงหาความเร็วท่ีสิน้ สุดเวลา 5 วินาที
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

2. รถยนต์คันหน่งึ เคล่อื นท่ีเป็นเส้นตรงในแนวระดับโดยมคี วามเรว็ 30 เมตรต่อวนิ าที คนขบั มองเหน็ ทอ่ นไม้ใหญ่
ขวางถนนอยู่ จึงเหยยี บเบรกเพอ่ื ใหร้ ถหยุดภายในเวลา 6 วนิ าที จงหาความเรง่ ท่เี กดิ ขึ้น
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

3. รถคันหนึง่ ว่ิงด้วยความเรว็ 10 เมตร/วินาที จนกระทัง่ มคี วามเร็ว 15 เมตร/วินาที ในเวลา 1.5 วนิ าที ใน
แนวเสน้ ตรง จงหาความเรง่ เฉล่ยี ของรถ
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 10 สอนโดย ครนู ิปทั มา นิเฮง

บทที่ 2 การเคลอ่ื นท่ีแนวตรง 11

4. รถไฟฟ้าเคล่ือนที่ออกจากชานชาลา เมอ่ื เวลาผา่ นไป 10 วนิ าที รถไฟฟา้ มขี นาดของความเรว็ เท่าใด ถ้ารถไฟฟ้า
มีความเรง่ คงตัว 1.50 เมตรตอ่ วนิ าที2
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

5. ชายคนหนง่ึ ขบั รถยนตด์ ว้ ยขนาดของความเร็ว 20 เมตรตอ่ วนิ าที ไปตามถนนตรง ถ้าคนขบั เบรกให้รถยนต์
หยุดด้วยความเรง่ -4.0 เมตรต่อวินาที2 นานเทา่ ใดรถยนต์จงึ หยุด
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

6. ขบั จกั รยานด้วยอตั ราเร็วดังตารางนี้ จงหาอัตราเร่งในหน่วยเมตร/วินาที2

วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 11 สอนโดย ครูนิปทั มา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลื่อนท่แี นวตรง 12

5 ความเร่งเน่อื งจากแรงโน้มถ่วงของโลก

การเคลื่อนที่ของสิ่งต่างๆที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน ส่วนใหญ่เป็นการเคลื่อนที่ที่มีความเร่ง ซึ่งมีท้ัง
ความเร่งคงตัวและความเร่งไม่คงตัว โดยการศึกษาการตกแบบเสรี ( free fall ) เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุ
ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียว โดยไม่คิดแรงต้านหรือแรงเสียดทานของอากาศพบว่ามีความเร่งคงตัว
ความเรง่ ในการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี เรยี กวา่ ความเรง่ เนื่องจากแรงโนม้ ถ่วงของโลกมีค่า 9.834565215
เมตร/วินาท2ี

6 เครอ่ื งเคาะสญั ญาณเวลา (Ticker-tapes timer)

รปู เครื่องเคาะสัญญาณเวลา

เครื่องเคาะสัญญาณเวลา จะเคาะลงเป็นจุดบนแถบกระดาษขาวโดยอาศัยกระดาษคาร์บอนทำให้เกิดสี ซ่ึง
เครอื่ งเคาะสญั ญาณเวลาจะเคาะด้วยความถ่ีคงที่ 50 เฮิรตซ์ หรอื 50 คร้ังตอ่ 1 วนิ าที ดังนน้ั ในแต่ละช่วงจุด
สีบนแถบกระดาษขาว 1 ช่องจะมีช่วงเวลาทีห่ า่ งกัน 1/50 วนิ าที

1 ช่วงจดุ 3 ชว่ งจุด

รูป แสดงตัวอย่างของแถบกระดาษขาวและการวดั ชว่ งเวลา

จากรูป จะเห็นวา่ ช่วงระยะห่าง 1 จดุ จะใชเ้ วลา 1/50 วนิ าที และชว่ งระยะห่าง 3 จุด จะใชเ้ วลา 3/50
วินาที

ระยะทางและความเร็วเฉล่ีย

s1
s2

รูป แสดงตวั อย่างของแถบกระดาษขาวและการวดั ระยะทาง

หนา้ 12 สอนโดย ครูนิปทั มา นเิ ฮง

บทท่ี 2 การเคล่อื นที่แนวตรง 13

จากรูป จะเห็นว่าในการวัดช่วงระยะทางจะต้องเริ่มวัดจากจุดเริ่มต้นเสมอ โดยที่จุดเริ่มต้นไม่จำเป็นต้อง

เปน็ จุดแรกในแถบกระดาษขาว แตจ่ ะเปน็ จุดท่สี ังเกตได้ง่าย
s1
เราสามารถหาความเรว็ เฉลี่ยในช่วง S1 ไดจ้ าก v1 = t1

เราสามารถหาความเร็วเฉลี่ยในช่วง S2 ไดจ้ าก v2 = s2
t2

ความเร็วขณะใดขณะหน่ึง

AB C DE F

0 10 13 17 28 33

รูป แสดงแถบกระดาษขาวท่วี ัดระยะทางเรียบรอ้ ยแลว้

ความเรว็ ขณะใดขณะหนึ่งหมายถึงความเร็วที่เวลา t ใดๆ ท่เี ราสนใจ ซึ่งสามารถหาไดจ้ ากการหาระยะทาง

ครอ่ มจุดเวลานั้นหารด้วยชว่ งเวลาท่ีครอ่ ม SD-SB
∆t
VC =

ตัวอยา่ งเช่น ความเร็วขณะใดขณะหน่ึงท่ีจุด C จากสมการ จะได้

vC = 17×10-2-10×10-2

3 - 1
50 50

ความเร่งขณะใดขณะหนง่ึ C DE F
AB

รปู แสดงแถบกระดาษขาวท่วี ัดระยะทางเรียบร้อยแล้ว

ความเรง่ ขณะใดขณะหนึง่ หมายถงึ ความเร่งท่เี วลา t ใดๆ ท่ีเราสนใจ ซ่ึงสามารถหาไดจ้ ากการความเรว็

ขณะใดขณะหนึ่ง โดยใช้จดุ ที่อยู่ขา้ งๆ ท้ังซา้ ยและขวาสองจุดเพือ่ หาระยะทางใน 2 ช่วงจดุ และต้องใชเ้ วลา 2 ชว่ ง

จุดคอื

2/50 วินาที เช่น vD-vB
∆t
aC=

หน้า 13 สอนโดย ครนู ิปัทมา นเิ ฮง

aC= vD-vB บทท่ี 2 การเคลอ่ื นท่ีแนวตรง 14
2
F
50

ความเร่งเฉลย่ี

AB C DE

การหาความเร่งเฉลี่ย ในชว่ งทตี่ ้องการหา จะหาได้จากการเอาขนาดของความเร็วขณะหนึ่งท่ีจุดเริ่มต้นและ
จุดท้ายในชว่ งทตี่ ้องการหาเอามาคิด เชน่

aBE = vE-vB
tBE

กรณีวัตถุตกอย่างอิสระ วัตถุจะตกลงสู่พื้นโลกด้วยความเร่งคงที่ g ความเร่งนี้ถูกเรียกว่า “ความเร่ง
เนื่องจากแรงโน้มถ่วง” ซึ่งมีค่าคงที่ 9.834565215 m/s2 ในทิศทางตั้งฉากกับพื้นโลกซึ่งเราสามารถหาได้โดย
การนำความเรว็ ณ ตำแหนง่ ต่างๆ มาเขียนกราฟกบั เวลา ดังรปู

ความเรว็ (m/s)

v2

v2 - v1 = ∆v

v1
t เวลา (s)

รปู สมการเส้นตรงของกราฟทแี่ สดงความสัมพันธ์ระหวา่ งความเร็วและเวลา

จากสมการความเร่ง v2 = gt + v1

เปรยี บเทยี บกบั สมการเสน้ ตรง y = mx + c

g คือ ความเรง่ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีหน่วย เมตรต่อวนิ าที2

v1 คือ ความเรว็ ตน้ ของวตั ถุ มหี นว่ ย เมตรตอ่ วนิ าที

v2 คอื ความเร็วปลายของวตั ถุ มีหน่วย เมตรต่อวนิ าที
t คอื เวลาที่ใช้ในการเคลอื่ นท่ี มีหนว่ ย วนิ าที

หนา้ 14 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลื่อนท่แี นวตรง 15

จะไดว้ ่า g คือความชนั m ของเส้นตรง และ ความเร็วตน้ ของวตั ถุ คอื จุดตัดแกน y ของสมการเส้นตรง
ดังนั้นเราสามารถคำนวณหาความเร่งเน่ืองจากแรงโน้มถ่วง g ได้จากความชันของกราฟที่เขียนขึ้นระหว่าง

อัตราเรว็ และเวลาน่นั เอง ความเรง่ เนือ่ งจากแรงดึงดูดของโลกมีคา่ ทย่ี อมรับกนั ในปจั จบุ ันคอื 9.8 m/s2
ตวั อยา่ งที่ 1 จากการดงึ ปลายดา้ นหนึ่งของแถบกระดาษผ่านเคร่ืองเคาะสัญญาณเวลาที่เคาะ 50 คร้งั ต่อวินาที ได้
จุดบนแถบกระดาษ ดงั รูป

ก. จงหาอตั ราเรว็ เฉลยี่ ระหว่างจุดเริม่ ต้นไปจุด A
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
ข. จงหาอัตราเร็วเฉล่ียระหว่างจดุ เร่ิมต้นไปจุด B

วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 15 สอนโดย ครูนิปัทมา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคลอื่ นทแี่ นวตรง 16

ตัวอย่างท่ี 2 จากการดึงปลายดา้ นหนง่ึ ของแถบกระดาษผา่ นเครอื่ งเคาะสัญญาณเวลาท่ีเคาะ 50 ครง้ั ตอ่ วินาที ได้
จดุ บนแถบกระดาษ ดังรูป

ก. จงหาอัตราเร็วเฉล่ียระหว่างจดุ A ไปจดุ B

วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
ข. จงหาอตั ราเร็วที่จดุ A
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
ค. จงหาอตั ราเร็วทจ่ี ุด B
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 16 สอนโดย ครนู ิปทั มา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลอ่ื นที่แนวตรง 17

แบบฝกึ ทกั ษะ เร่อื ง เครื่องเคาะสัญญาณเวลา

คำชแี้ จง ให้นกั เรยี นแสดงวิธีทำตอ่ ไปน้ใี หถ้ ูกตอ้ ง
1. จากรปู เปน็ ส่วนหน่ึงของแถบกระดาษจากเคร่อื งเคาะสัญญาณเวลาชนิด 50 ครั้ง/วินาที จงหาอตั ราเร็วเฉล่ีย
ชว่ ง AB

วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

2. จากรปู เป็นส่วนหนง่ึ ของแถบกระดาษจากเครอื่ งเคาะสัญญาณเวลาชนิด 50 ครั้ง/วินาที จงหาอตั ราเร็วเฉล่ีย
และอัตราเรว็ ทจี่ ดุ C

วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 17 สอนโดย ครนู ิปทั มา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคล่ือนท่แี นวตรง 18

3. จากรูป เป็นส่วนหนึง่ ของแถบกระดาษจากเครื่องเคาะสัญญาณเวลาชนดิ 50 คร้ัง/วินาที

ก. จงหาอตั ราเรว็ ทจ่ี ุด D
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ข. หาความเรง่ ระหว่างจุด BD
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 18 สอนโดย ครูนิปทั มา นิเฮง

7 กราฟความสัมพันธ์ของปรมิ าณการเคลอ่ื นท่ี บทท่ี 2 การเคลอ่ื นที่แนวตรง 19
ความหมายของกราฟท่ีควรทราบและความสัมพันธข์ องกราฟ
a⃑
1. วัตถุไม่มีการเคล่ือนท่ี

⃑s ⃑v

t t t
การกระจัด = 0
ความเร็ว = 0 ความเรง่ = 0

2. วัตถุเคล่อื นทีไ่ ปข้างหนา้ ด้วยอัตราเรว็ คงท่ี

s⃑ ⃑v ⃑a

t t t
การกระจดั เพมิ่ ข้ึนคงท่ี ความเร็วคงที่ (เป็น +) ความเร่ง = 0

***ถ้าวัตถเุ คลื่อนที่ถอยหลัง กราฟ ⃑v - ⃑tจะเปน็ ลบ

⃑v

t

หน้า 19 สอนโดย ครนู ิปัทมา นิเฮง

3. วัตถุเคลือ่ นท่ีด้วยความเรง่ คงท่ี บทท่ี 2 การเคลอื่ นที่แนวตรง 20

⃑s ⃑v ⃑a

t t t
ความเร่งคงที่ > 0
การกระจดั เป็นบวก ความเรว็ เพ่ิมขน้ึ คงท่ี

4. วัตถุเคลื่อนทด่ี ้วยความหน่วงคงที่

⃑s ⃑v ⃑a

t ความเร็วลดลงคงท่ี t
การกระจดั เป็นบวก ความเรง่ คงท่ี < 0

!! ขอ้ สงั เกต

การเขียนกราฟ ⃑s - ⃑t จากการอา่ นค่าของ ⃑v⃑⃑มหี ลักการพจิ ารณาดงั น้ี
1. ถา้ ⃑v เป็นบวกแสดงว่าวัตถุเคล่อื นทไี่ ปข้างหน้าจะได้กราฟการกระจัดเพม่ิ ขน้ึ ตามเวลา
2. ถา้ ⃑v⃑⃑เป็นลบแสดงวา่ วัตถุเคล่ือนท่ถี อยหลังจะได้กราฟการกระจดั ลดลงตามเวลา
3. ตำแหน่งท่ีอตั ราเร็วเป็นศูนยค์ ือตำแหน่งท่ีวตั ถุเริ่มเคล่ือนท่ีวกกลับ

หน้า 20 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคล่อื นท่แี นวตรง 21

8 การแปลความหมายจากกราฟ ใหพ้ จิ ารณา 2 กรณี คอื

1. ความชัน (slope)
2. พื้นที่ใตก้ ราฟ

การแปลความหมายจากกราฟ พน้ื ท่ีใต้กราฟ
กราฟ ความชนั
พืน้ ที่ใต้กราฟจะไม่เท่ากบั
ความชนั = ความเรว็ (v) ปรมิ าณใด ๆ ทางฟสิ ิกส์
1. กราฟความสมั พนั ธ์ระหวา่ งระยะทางกับเวลา จากสตู ร

⃑s s
v= t

t

2. กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วกับเวลา ความชัน = ความเร่ง (a) พนื้ ทใ่ี ต้กราฟ = ระยะทาง
จากสตู ร หรอื การกระจัด
v⃑
∆v
a = ∆t

t พนื้ ที่ใต้กราฟ = อตั ราเร็ว
ความชนั ไม่มคี วามหมาย หรอื ความเร็วขณะใด
ขณะหนง่ึ
3. กราฟความสัมพนั ธร์ ะหว่างความเร่งกับเวลา

a⃑

t

หน้า 21 สอนโดย ครูนิปัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลือ่ นท่แี นวตรง 22

ตัวอยา่ งท่ี 1 วัตถุเคลือ่ นทใ่ี น 1 มิตโิ ดยมีความเร็วที่เวลาตา่ งๆเป็นดงั กราฟถามว่าเมื่อเวลา t = 6 วินาทีวัตถุน้ีอยู่
ห่างจากตำแหนง่ เรมิ่ ตน้ (เมื่อเวลา t = 0) ก่ีเมตร

วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ตัวอย่างที่ 2 จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วกับเวลาของการเคลื่อนที่เป็นดังรูปพบว่าภายหลังการ
เดินทางได้ 4 วินาทีระยะทางการเคลอ่ื นท่ีมคี า่ 16 m จงหาความเรง่ ทเ่ี วลา 3 วนิ าที

วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 22 สอนโดย ครนู ิปทั มา นเิ ฮง

บทท่ี 2 การเคลอื่ นทแ่ี นวตรง 23

ตัวอย่างที่ 3 จากกราฟระหว่างการกระจดั ในแนวเสน้ ตรงกับเวลาดังรูปจงหาความเร็วเฉลีย่ ระหวา่ งเวลา 0 วินาที
ถึง 25 วินาที

วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
ตัวอย่างที่ 4 อนุภาคหนึ่งเคลื่อนที่ด้วยความสัมพันธ์ระหว่าง v (m/s) กับเวลา t (s) ดังกราฟ จงหาอัตราเร็ว
เฉล่ียชว่ งท่ีความเรง่ มที ิศตรงข้ามกับทศิ ความเรว็ ในหน่วยเมตรต่อวนิ าที

วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 23 สอนโดย ครนู ิปัทมา นเิ ฮง

บทท่ี 2 การเคล่อื นทแี่ นวตรง 24

ตัวอยา่ งท่ี 5 จากกราฟ s – t จงเขียนกราฟทเี่ หลือทงั้ สอง พร้อมทั้งระบุตวั เลขทจี่ ำเปน็ ทแี่ กนของกราฟดว้ ย

วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

แบบฝึกทกั ษะ เรื่อง กราฟความสมั พนั ธ์ของปรมิ าณการเคลอ่ื นที่

คำช้แี จง ให้นักเรยี นแสดงวิธที ำต่อไปนใ้ี หถ้ ูกต้อง
1. วิเคราะหก์ ารเคลือ่ นที่ของวัตถุจากกราฟในรปู
แตล่ ะชว่ งเวลาตอ่ ไปนี้

ก. ในชว่ ง t = 0 ถึง t = 1.0 s
ข. ในชว่ ง t = 1.0 s ถึง t = 1.5 s
ค. ในช่วง t = 1.5 s ถึง t = 3.0 s
จงหาการกระจัด ความเร็วเฉล่ยี และความเรง่
ในแตล่ ะชว่ ง
ก. ในชว่ ง t = 0 ถึง t = 1.0 s
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 24 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลอ่ื นที่แนวตรง 25

จากรปู (ตอ่ )

ข. ในชว่ ง t = 1.0 s ถึง t = 1.5 s
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ค. ในช่วง t = 1.5 s ถึง t = 3.0 s
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 25 สอนโดย ครนู ปิ ทั มา นิเฮง

บทที่ 2 การเคล่ือนทแ่ี นวตรง 26

9 การเคล่อื นที่ดว้ ยความเรง่ คงตัว
1. การคำนวณการเคลื่อนท่ีของวตั ถใุ นแนวเส้นตรง
เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว โดยความเร็วต้นเท่ากับ ⃑u เวลาเริ่มต้นที่ t = 0 เมื่อเวลาผ่านไป

tวตั ถุจะมคี วามเรว็ ⃑v ถา้ สรา้ งกราฟความเร็วกบั เวลาของการเคล่ือนท่ใี นกรณนี ี้เขียนไดด้ งั รูป

รปู กราฟความเร็ว-เวลาของการเคลอื่ นทีแ่ นวตรงด้วยความเร่งคงตัว

จากกราฟสามารถแสดงสมการความสัมพนั ธไ์ ด้ดังนี้

a⃑ = v⃑-u⃑
t

จะได้ ⃑v = ⃑u + a⃑t (1)

สมการท่ี (1) ใชค้ ำนวณหาความเร็วขณะหนึ่งเมื่อกำหนดความเร็วต้นและความเรง่ คงตัวมาให้

กรณีที่คำนวณหาขนาดของการกระจัด ⃑s ทว่ี ัตถุเคลอื่ นท่ีได้ในชว่ งเวลา t เม่อื กำหนดขนาดความเรว็ ต้น ⃑u

และความเรง่ คงตัว ⃑a จากกราฟเส้นตรงเฉียง ขนาดของการกระจดั ทวี่ ัตถุเคลอ่ื นท่ีหาได้จากพ้ืนท่ีไต้กราฟ จะไดว้ า่

⃑s = 1 x (⃑u+⃑v)t
2

จะได้ ⃑s = [u⃑ + v⃑] t (2)

2

แทน (1) ลงใน (2) จะได้ ⃑s = ⃑ut + 1 ⃑at (3)

2

หนา้ 26 สอนโดย ครูนิปัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลอ่ื นทีแ่ นวตรง 27

จาก ⃑v = ⃑u + a⃑t จะได้ ⃑u⃑⃑= ⃑v - ⃑at แทนคา่ ใน (2)

จะได้ s⃑⃑⃑= ((v⃑ -⃑⃑⃑a⃑t) + v⃑) t

2

⃑s = ⃑vt - 1 ⃑at2 (4)
2 (5)

จาก ⃑v = ⃑u + ⃑at จะได้ t = v⃑ - u⃑
a⃑
แทนลงใน (2) จะได้
⃑s = [v⃑ + u⃑] [⃑v⃑⃑⃑⃑a⃑-⃑⃑⃑u⃑]
\
2

⃑s = v⃑2- u⃑2

2a⃑

⃑v2 = ⃑u2+2⃑a⃑s

เม่ือ ⃑s = การกระจดั (m) a⃑ = ความเรง่ (m/s2) u⃑ = ความเร็วต้น (m/s)

t = เวลา (s) v⃑ = ความเร็วปลาย (m/s)

สรุป สมการสำหรับการเคลื่อนท่ีแนวตรง

⃑v = ⃑u + ⃑at ใชเ้ มื่อไม่มี ⃑s
ใช้เมอ่ื ไมม่ ี a⃑
⃑s = [u⃑ + v⃑] t ใช้เมือ่ ไม่มี ⃑v
2 ใช้เม่อื ไมม่ ี ⃑u
ใชเ้ ม่ือไม่มี t
⃑s =⃑ut + 1 ⃑at2
2

⃑s = ⃑vt - 1 a⃑t2
2

⃑v2= ⃑u2+2⃑a⃑s

หนา้ 27 สอนโดย ครูนปิ ทั มา นิเฮง

บทที่ 2 การเคล่ือนท่แี นวตรง 28

ตวั อยา่ ง 1 รถยนต์คันหน่งึ เคล่ือนทด่ี ้วยความเร็วคงตวั 20 เมตร/วนิ าที นานเท่าใดจึงจะเคลอ่ื นท่ไี ด้ระยะทาง
500 เมตร
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ตัวอย่างที่ 2 วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100 เมตร/วินาที ไปทางขวาด้วยความเร่ง 20 เมตร/วินาที2 หลังจาก
เวลาผา่ นไป 10 วนิ าที ความเรว็ ของวัตถุมคี า่ เทา่ ใด
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ตัวอย่างที่ 3 รถยนต์เคลื่อนที่ออกจากจุดหยุดนิ่งไปในแนวเส้นตรงด้วยความเร่งคงที่ เมื่อแล่นไปได้ 500 เมตร
รถยนตม์ ีความเรว็ เปน็ 100 เมตร/วินาที ความเร่งของรถยนตม์ ีค่าเปน็ เทา่ ใด
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 28 สอนโดย ครนู ปิ ทั มา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคล่ือนที่แนวตรง 29

แบบฝึกทักษะ เร่อื ง การคำนวณการเคลอื่ นทขี่ องวตั ถุในแนวเส้นตรง

คำชี้แจง ให้นักเรยี นแสดงวธิ ีทำต่อไปนใี้ ห้ถกู ต้อง
1. รถยนต์คันหนง่ึ เริ่มเคล่ือนท่ีจากจุดหยุดนิง่ ด้วยความเร่ง 10 เมตร/วินาที2เป็นเวลา 1 นาที จงหา

ก. ความเร็วของรถ
ข. ระยะทางท่รี ถเคล่ือนท่ี
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

2. วัตถุกำลังเคล่ือนท่ีด้วยความเร็ว 40 เมตร/วินาที ไปทางทศิ ตะวันตกจากนั้นได้รับความเรง่ 10 เมตร/วินาที2
ไปทางทิศตะวนั ออกเป็นเวลา 5 วินาทีจงหาความเร็วของวตั ถุ
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

3. รถคันหนึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 10 เมตร/วินาที ห้ามล้อให้รถหยุดด้วยความหน่วง 2 เมตร/วินาที2 จงหา
ระยะทางที่รถหยดุ นับต้ังแตท่ เี่ รมิ่ หา้ มลอ้
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 29 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคลือ่ นท่แี นวตรง 30

4. วตั ถุหนึ่งแล่นไปทางถนนตรงโดยมีความเร็วเพ่ิมข้ึนอยา่ งสมำ่ เสมอ 10 เมตร/วินาที เป็น 50 เมตร/วนิ าที ใน
เวลา 5 วินาทจี งหาระยะทางที่รถเคล่ือนทีไ่ ด้ใน 10 วนิ าที
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

5. รถคนั หน่งึ เคล่ือนทแี่ นวเส้นตรง โดยลดความเร็วที่สม่ำเสมอจาก 30 เมตร/วินาที เปน็ 10 เมตร/วินาที ใช้
เวลา 4 วนิ าที จงหาความหน่วงท่ีเกิดขึน้
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

6. รถยนต์คันหน่ึงวิ่งดว้ ยความเร็วคงที่ 10 เมตร/วนิ าที ขณะที่อยู่ห่างสิ่งกีดขวางเป็นระยะทาง 35 เมตร คนขับ
ตัดสินใจห้ามล้อโดยเสียเวลา 1 วินาที ก่อนที่ห้ามล้อจะทำงาน เมื่อห้ามล้อทำงานแล้ว รถจะต้องลดความเร็วใน
อัตราเทา่ ใด จงึ จะทำใหร้ ถหยุดพอดเี มอ่ื ถงึ ส่งิ กีดขวางนั้น
วธิ ที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 30 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคล่ือนทีแ่ นวตรง 31

7. รถยนต์คันหนึ่งวิ่งมาด้วยความเร็ว 40 เมตรต่อวินาที เมื่อผู้ขับสังเกตเห็นสิ่งกีดขวางที่อยู่ตรงซึ่งห่างออกไป
100 เมตร จึงใช้ห้ามล้อ (เบรก) ทันที เพื่อให้รถเคลื่อนที่ช้าลงจนหยุด ถ้าสมมติว่าการใช้ห้ามล้อดังกล่าวทำให้
เกิดความเร่ง 10 เมตรต่อวินาที2 จงคำนวณวา่ รถยนตค์ นั น้ี จะชนส่ิงกดี ขวางหรอื ไม่
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

8. รถจักรยานยนต์วิ่งเป็นเส้นตรงจากหยุดนิ่ง ด้วยความเร่ง 3 เมตรต่อวินาที2 เมื่อเวลาผ่านไป 10 วินาที
รถจักรยานยนต์คันน้ีจะอยู่ห่างจากจุดเดมิ เป็นกเ่ี มตร
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

9. นักเรียนคนหนึ่งขับรถมอเตอร์ไซด์ด้วยความเร็ว 10 เมตร/วินาที ต่อมาเบรกทำให้ความเร็วลดลงเหลือ 2
เมตร/วินาที ในเวลา 4 วนิ าที จงหาระยะทางในชว่ งทีเ่ บรกในหนว่ ยเปน็ เมตร
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 31 สอนโดย ครนู ิปัทมา นิเฮง

บทที่ 2 การเคล่ือนท่ีแนวตรง 32

คำช้ีแจง จงเลอื กคำตอบท่ถี กู ตอ้ งเพยี งข้อเดียว

1. วัตถุหนึ่งเคลื่อนที่ออกจากจุดหยุดนิ่งด้วยความเร่งคงที่ 4 เมตร/วินาที2 อยากทราบว่าเมื่อเวลาผ่านไป 5

วนิ าที วัตถุจะมีความเร็วเทา่ ไร และได้ระยะทางเทา่ ไร ตอบตามลำดับ

1. 20 , 50 2. 20 , 40 3. 14 , 22 4. 14 , 11

2. จรวดพุ่งออกจากฐานปล่อยบนพื้นโลกตามแนวดิ่งด้วยความเร่งคงตัว ภายใน 10 วินาที จรวดมีความเร็ว

เพิ่มขึ้นจนเป็น 2 กิโลเมตรต่อวินาที จรวดนั้นมีความเร่งเท่าใดและขณะนั้นจรวดอยู่สูงจากพื้นดินเท่าใด ตอบ

ตามลำดบั

1. 200 , 500 2. 200 , 10000 3. 150 , 250 4. 200 , 1100

3. น้องบีขับรถด้วยความเร็ว 25 เมตร/วินาที เห็นเด็กวิ่งข้ามถนนจึงเหยียบเบรกทำให้ความเร็วลดลงเหลือ 5

เมตร/วนิ าที ในเวลา 2 วินาที จงหาวา่ ระยะทางในช่วงท่ีเบรกมีค่าเปน็ ก่ีเมตร

1. 10 2. 20 3. 30 4. 40

4. รถยนต์คนั หน่งึ วิ่งด้วยความเร็วคงท่ี 30 กิโลเมตรตอ่ ชั่วโมง เปน็ เวลา 1 นาที แลว้ เคร่ืองยนต์ดับจึงทำให้รถ

วิ่งต่อไปด้วยความหน่วงคงที่ ระยะเวลาที่ใช้จากขณะที่เครื่องยนต์ดับถึงเวลาที่รถหยุดนิ่งคือ 30 วินาที จงหา

ระยะทางทง้ั หมดท่รี ถยนต์เคล่อื นทีไ่ ด้ก่ีเมตร

1. 125 2. 625 3. 650 4. 750

5. เมื่อสัญญาณไฟเขียว รถยนต์คันหนึ่งก็ออกวิ่งจากหยุดนิ่งไปด้วยความเร่ง 4 เมตร/วินาที2 ในขณะนั้น

รถบรรทุกคันหนึ่งก็วิ่งผ่านจุดเดียวกันไปด้วยความเร็วคงที่ 20 เมตร/วินาที จงหาเวลาที่รถยนต์จึงวิ่งทัน

รถบรรทุก และจุดท่ีทันกันนัน้ อยู่ห่างจากสญั ญาณไฟเท่าไร

1. 10 วินาที , 200 เมตร 2. 10 วินาที , 90 เมตร

3. 6 วินาที , 200 เมตร 4. 6 วินาที , 200 เมตร

6. รถคันหนึ่งออกจากจุดหยุดนิ่งด้วยความเร่ง 6 เมตร/วินาที2 พร้อมกันนั้นมีรถ A แล่นผ่านจุดเดียวกันไป

ด้วยความเรว็ คงท่ี 30 เมตร/วนิ าที พุ่งนำหนา้ รถคนั แรก รถคันแรกจะทันรถ A ในระยะทางกเ่ี มตร และในขณะ

ทที่ นั กนั รถคันแรกมีความเร็วกี่เมตรต่อวินาที

1. 300 , 30 2. 300 , 60

3. 400 , 30 4. 450 , 30

7. รถไฟขบวนหนงึ่ ว่ิงออกจากหยดุ นงิ่ ที่สถานี ก. ไปดว้ ยความเรง่ 4 เมตร/วนิ าที2 นาน 10 วินาทีวิ่งต่อไปด้วย

ความเรว็ คงท่ีเป็นเวลา 30 วนิ าที จึงลดความเรว็ ลงในอัตรา 8 เมตร/วินาท2ี จนไปหยุดน่งิ สถานี ข. พอดี ให้

หาระยะทางระหว่างสถานี ก. และ ข.

1. 1100 เมตร 2. 1300 เมตร

3. 1500 เมตร 4. 1700 เมตร

หนา้ 32 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นเิ ฮง

บทท่ี 2 การเคลอื่ นท่ีแนวตรง 33

2. การคำนวณการเคล่ือนทีข่ องวัตถุภายใต้แรงดงึ ดูดของโลก
ในกรณีที่วัตถุเคลื่อนที่ในแนวดิ่งภายใต้แรงดึงดูดของโลก คือ การเคลื่อนที่อย่างอิสระของวัตถุโดยมี

ความเรง่ คงท่ีเท่ากับความเรง่ เน่อื งจากแรงดึงดูดของโลก (⃑g) มที ศิ ทางพุ่งลงสจู่ ุดศูนย์กลางของโลกมีค่าประมาณ
9.860814446 เมตร/วินาท2ี แต่ในการคำนวณให้สะดวกยง่ิ ข้ึน นยิ มแทนค่า (⃑g) = 10 m/s2
ลักษณะของการเคลอื่ นท่ใี นแนวดิง่ มี 3 ลกั ษณะ ดงั น้ี

1. ปลอ่ ยลงในแนวดิ่งดว้ ยความเร็วต้นเท่ากับศูนย์ (⃑u = 0)

2. ปาลงในแนวดิง่ ด้วยความเรว็ ต้น (⃑u > 0)

หน้า 33 สอนโดย ครนู ิปทั มา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคลื่อนทแ่ี นวตรง 34

3. ปาขน้ึ ในแนวด่ิงด้วยความเรว็ ต้น (⃑u > 0)
ปาขน้ึ ไปในแนวดง่ิ ถึงจดุ สงู สดุ

ปาขึน้ ไปในแนวดง่ิ แล้วตกลงมากอ่ นถึงพื้น

ปาขึ้นไปในแนวด่ิงแลว้ ตกลงมาถึงพน้ื (จดุ เร่ิมต้น)

ปาขึ้นไปในแนวด่งิ แล้วตกลงมาต่ำกว่าจุดเริ่มตน้

หนา้ 34 สอนโดย ครูนิปัทมา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคลือ่ นที่แนวตรง 35

สมการสำหรับการคำนวณหาปริมาณตา่ งๆในการเคลื่อนที่ในแนวด่ิง
ลักษณะที่ 1 และ 2 วัตถุเคลอ่ื นท่เี ป็นเส้นตรงดว้ ยความเร่ง g คงที่ ใช้สตู รคำนวณ คือ

⃑v2= ⃑u2+2⃑g⃑s

⃑v = ⃑u + ⃑gt

⃑s =⃑ut + 1 ⃑gt2
2

⃑s = ⃑vt - 1 ⃑gt2
2

⃑u+ ⃑v
⃑s = [ ] t

2

เมอ่ื a⃑ = ⃑g และทกุ ปรมิ าณเปน็ บวกหมด เพราะมีทศิ ทางเดียวกัน
ลักษณะที่ 3 วัตถุเคลื่อนที่เป็นตรง แต่มีทิศทางขึ้นและลง ดังนั้นปริมาณเวกเตอร์ต่างๆต้องกำหนดทศิ ทางโดยใช้
เครือ่ งหมายบวก (+) และลบ (-)

เงอื่ นไขการกำหนดทิศทางของปริมาณต่างๆ

1. ⃑u มคี ่าเปน็ บวก (+) เสมอ
2. ⃑v มีค่าเปน็ บวก (+) เม่ือวัตถเุ คลอ่ื นทที่ ศิ เดียวกับ u

⃑v มีคา่ เป็นลบ ( - ) เมอื่ วัตถเุ คล่อื นทที่ ิศตรงขา้ มกับ u
⃑v มีค่าเป็นศนู ย์ ( 0 ) เม่อื วัตถอุ ยู่ทจ่ี ดุ สูงสดุ
3. ⃑s มคี า่ เปน็ บวก (+) เมื่อวัตถอุ ยู่เหนือจุดเร่ิมตน้
⃑s มีคา่ เปน็ ลบ ( - ) เมือ่ วัตถุอย่ตู ำ่ กวา่ จุดเรมิ่ ตน้
⃑s มีคา่ เปน็ ศูนย์ ( 0 ) เม่อื วตั ถอุ ยรู่ ะดบั เดยี วกับจุดเร่ิมตน้
4. a⃑ มคี ่าเป็น -⃑g เสมอ ถา้ เมื่อเริ่มตน้ วัตถุเคลื่อนทีข่ ้ึนในแนวด่งิ

หนา้ 35 สอนโดย ครนู ปิ ัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคล่ือนท่แี นวตรง 36

ตัวอยา่ งที่ 1 ชายคนหน่ึงโยนเหรียญขึน้ ไปในแนวด่ิงด้วยความเร็วต้น 10 เมตร/วินาที เป็นเวลานานเท่าใดเหรียญ
จึงจะตกลงมาถึงตำแหน่งเร่ิมตน้
วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ตัวอยา่ งที่ 2 ถ้าโยนกอ้ นหินไปตามแนวดง่ิ ด้วยอตั ราเร็ว 9.8 เมตรตอ่ วนิ าที ถามวา่ ก้อนหินจะข้ึนสูงสดุ กี่เมตร
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

ตัวอย่างที่ 3 ชายคนหนึ่งยืนอยู่บนดาดฟ้าของตึก เขาขว้างก้อนหินมวล 0.1 กิโลกรัม ขึ้นไปในแนวดิ่งด้วย
ความเร็ว
5 เมตร/วนิ าที หลังจากก้อนหินหลุดจากมือเขา 6 วินาที ก็ตกถงึ พืน้ ความสูงของตึกเป็นเท่าไหร่
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 36 สอนโดย ครนู ิปัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลอ่ื นท่ีแนวตรง 37

แบบฝึกทักษะ เรอ่ื ง การคำนวณการเคล่อื นทขี่ องวตั ถุภายใต้แรงดงึ ดูดของโลก

คำชีแ้ จง ใหน้ ักเรยี นแสดงวธิ ีทำตอ่ ไปนใี้ ห้ถูกต้อง
1. ชายคนหนง่ึ โยนลกู บอลข้ึนไปในแนวด่ิงดว้ ยความเร็วต้น 20 m/s จงหา

ก. ลกู บอลเคลือ่ นทสี่ ูงสุดจากพืน้ เท่าไร
ข. ลูกบอลเคล่อื นทไ่ี ปถึงจุดสูงสุดใช้เวลาเท่าไร
ค. เวลาเทา่ ไรทล่ี ูกบอลสงู จากพ้นื 15 m
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 37 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นเิ ฮง

บทที่ 2 การเคลอ่ื นทแี่ นวตรง 38

2. ปลอ่ ยลูกบอลจากหอคอยสูง 125 m จงหา
ก. เวลาท่ลี ูกบอลตกถึงพื้น
ข. ความเร็วทล่ี กู บอลตกถึงพ้ืน

วิธที ำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

3. กอ้ นหนิ ตกแบบเสรีจากที่สูงแห่งหน่ึง จะใชเ้ วลานานเท่าใดความเร็วของกอ้ นหินจึงเป็น 4 เท่าของความเร็วเมื่อ
ส้ินวินาทที ี่ 1 ของการเคลือ่ นท่ี
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 38 สอนโดย ครนู ิปทั มา นเิ ฮง

บทท่ี 2 การเคลือ่ นที่แนวตรง 39

4. ยงิ ธนูขึน้ ไปในแนวดิ่งด้วยความเรว็ ต้น 5 m/s กำหนดให้ g = 10 m/s2 จงหา
ก. ระยะทางท่ีจดุ สูงสุด
ข. เวลาทั้งหมดที่วตั ถุตกกลบั ถงึ พื้น
ค. ความเร็วธนขู ณะกระทบพื้น

วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หน้า 39 สอนโดย ครูนปิ ัทมา นิเฮง

บทท่ี 2 การเคลอื่ นทแ่ี นวตรง 40

5. ขณะที่บอลลูนลูกหนึ่งลอยขึ้นตรง ๆ ด้วยความเร็ว 4.9 เมตรต่อวินาที ขณะที่ลูกบอลลูนสูง จากพื้นดิน
29.4 เมตร ผู้อยู่ในบอลลนู ก็ปลอ่ ยถุงทรายลงมาจงหาตำแหน่งของถุงทรายหลังจากที่ปล่อยไปแล้ว 1.0 และ 2.0
วินาที
วิธีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

6. เด็กหญิงคนหนึ่งนอนบนพืน้ มองเหน็ ลกู บอลยางลกู หนงึ่ ทอ่ี ยู่สูง 9.8 เมตร เรมิ่ หลน่ พอดจี ึงพลกิ ตัวทนั ที
ถ้าเด็กหญิงใช้เวลาพลิกตัว 1.5 วินาที ลูกบอลยางจะตกลงมากระทบเดก็ หญิงคนนี้หรือไม่ เพราะเหตใุ ด
วธิ ีทำ
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

หนา้ 40 สอนโดย ครูนปิ ทั มา นิเฮง

บทที่ 2 การเคลื่อนทแี่ นวตรง 41

คำชแี้ จง จงเลือกคำตอบท่ีถูกต้องเพียงขอ้ เดียว
1. ขว้างลูกบอลลงมาในแนวดิ่งด้วยความเร็ว 15 เมตร/วินาที ใช้เวลา 2 วินาที จึงจะถึงพื้น ถามว่าตำแหน่งที่
ขวา้ งลูกบอลอยูส่ ูงจากพนื้ กเ่ี มตร

1. 10 2. 50 3. 20 4. 30

2. ถ้าขวา้ งกอ้ นหินกอ้ นหนึ่งลงไปตรง ๆ ในแนวดิง่ ดว้ ยความเรว็ 10 เมตร/วินาที จากยอด หน้าผาชันแห่งหนึ่ง

ซ่งึ สูง 120 เมตร หลังจากขว้างไปแลว้ 2 วนิ าที จะมคี วามเร็วเทา่ ใด

1. 10 m/s 2. 20 m/s 3. 30 m/s 4. 40 m/s

3. เดก็ คนหนึง่ ขวา้ งก้อนหนิ ขนึ้ ไปในอากาศตามแนวดิง่ จากหน้าผาแห่งหนึ่งด้วยความเร็วต้น 20 เมตรตอ่ วินาที จง

หาตำแหนง่ ของกอ้ นหนิ จากจดุ เริม่ ตน้ เมือ่ ส้นิ เวลา 1 วินาที

1. สูงกว่าจดุ เริ่มต้น 15 เมตร 2. สูงกวา่ จดุ เริม่ ต้น 25 เมตร

3. ตำ่ กว่าจุดเรมิ่ ต้น 15 เมตร 4. ตำ่ กวา่ จุดเร่ิมต้น 25 เมตร

4. เด็กคนหนง่ึ ข้ึนไปบนอาคารซึ่งสูงจากพ้ืนดิน 25 เมตร ยนื่ มือออกนอกอาคารเล็กน้อยแล้ว โยนกอ้ นหินขึ้นไป

ในอากาศตรง ๆ ดว้ ยความเรว็ ต้น 20 เมตร/วนิ าที นานเทา่ ไรหลงั จากโยนวัตถุจงึ จะตกถึงพน้ื ดิน

1. 2 วินาที 2. 3 วนิ าที 3. 4 วินาที 4. 5 วินาที

5. ยงิ ปืนจากหนา้ ผาสูง ข้นึ ไปในแนวดงิ่ ตรง ๆ พบวา่ หลงั จากยงิ ไปแล้วนาน 10 วินาที กระสุนปืนจะอยู่ต่ำกว่า

จดุ ท่ยี ิงเปน็ ระยะ 40 เมตร จงหาคา่ ความเร็วต้นของลกู ปืนและกระสุนนี้ถูกยงิ ขึ้นไปสูงสุดจากจุดยงิ เป็นระยะเท่าไร