การเคลื่อนที่ของวัตถุแนวตรง
การเคลื่อนที่ คือ การที่วัตถุย้ายตำแหน่งจากที่เดิมไปอยู่ที่ตำแหน่งใหม่ ปริมาณที่ใช้บอกขนาดของการเคลื่อนที่ของวัตถุ คือ ระยะทางและการกระจัด
ระยะทาง คือ ความยาวที่วัดตามเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ จัดเป็นปริมาณสเกลาร์
การกระจัด คือ ระยะที่วัดจากจุดตั้งต้นของการเคลื่อนที่ ตรงไปยังตำแหน่งที่วัตถุอยู่ในขณะนั้น โดยไม่สนใจว่าวัตถุจะมี
ตัวอย่างการหาระยะทางและการกระจัด
อัตราเร็ว
อัตราเร็ว คือระยะทางในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น
เมตร/วินาที (m/s) ถ้าเป็นระยะทางทั้งหมดใน 1 หน่วยเวลาเรียกว่า อัตราเร็วเฉลี่ย
อัตราเร็วขณะหนึ่ง คือ อัตราเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ หรืออัตราเร็วที่ปรากฏขณะนั้น
อัตราเร็วคงที่ หมายถึง วัตถุที่เคลื่อนที่มีอัตราเร็วสม่ำเสมอตลอดการเคลื่อนที่ไม่ว่าจะอัตราเร็ว ณ ตำแหน่งใดจะมีค่าเท่ากันตลอดการเคลื่อนที่หรือบอกได้ว่า อัตราเร็ว ขณะใด ๆ มีค่าเท่ากับ อัตราเร็วเฉลี่ย
สูตร
ตัวอย่างการหาอัตราเร็ว
ความเร็ว
ความเร็ว คือ การกระจัดในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที ( m/s )
ความเร็วขณะหนึ่ง คือ ความเร็วที่ปรากฏขณะนั้น หรือความเร็วในช่วง
อ่านเพิ่มเติม
สูตร
v = ความเร็ว (m/s)
s = การกระจัด (m)
t = เวลา (s
ความเร่ง
ความเร่ง (Acceleration) คือ ความเร็วที่เปลี่ยนแปลงไปในหนึ่งหน่วยเวลา หรืออัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็ว เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที2 อ่านเพิ่มเติม
สูตร
เมื่อ a = ความเร่ง (m/s²)
u = ความเร็วต้น (m/s)
v = ความเร็วปลาย (m/s)
t = เวลา (s)
ตัวอย่างโจทย์การหาความเร่ง1. วัตถุเริ่มเคลื่อนที่จากจุดหยุดนิ่งในเวลา 10 วินาที ต่อมาวัดความเร้วของวัตถุได้ 16เมตร/วินาที อยากทราบว่าวัตถุนี้มีความเร่งเท่าใด
คลื่อน
5 สูตรการเคลื่อนที่แนวตรง
5 สูตรการเคลื่อนที่แนวตรง
การเคลื่อนที่ในแนวตรงด้วยความเร่งคงที่ มีสูตรดังนี้
ตัวอย่างโจทย์การเคลื่อนที่แนวตรง
1.วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 10 m/s เมื่อเวลาผ่านไป 20 วินาที วัตถุจะวิ่งได้ระยะทางเท่าใด
2. รถยนต์วิ่งออกจากจุดหยุดนิ่งด้วยความเร่ง 15 m/s² เมื่อเวลาผ่านไป 20 วินาที รถจะวิ่งด้วยความเร็วเท่าใด
3.รถคันหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วต้น 10 m/s มีความเร่ง 4 m/s² เมื่อเวลาผ่านไป 10 วินาที วัตถุจะเคลื่อนที่ได้ระยะทางเท่าใด
4. รถกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 20 m/s เมื่อเวลาผ่านไป 5 วินาที ปรากฏว่าความเร็วเปลี่ยนไปเป็น 30 m/s อยากทราบว่ารถเคลื่อนที่ได้ระยะทางเท่าใด
5. รถคันหนึ่งจอดติดไฟแดง พอได้รับสัญญาณไฟเขียวก็เร่งเครื่องออกไปด้วยความเร่งคงที่ พอไปได้ไกล 100 เมตร วัดความเร็วได้ 72 กิโลเมตร/ชั่วโมง อยากทราบว่าความเร่งของรถเป็นเท่าใด
การเคลื่อนที่แนวดิ่ง
เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกอย่างอิสระภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียว การเคลื่อนที่ลักษณะนี้จะไม่คิดแรงต้านของอากาศ เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง คือ การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงแบบหนึ่งดังนั้นสมการในการคำนวณจึงเหมือนกับ สมการการเคลื่อนที่ในแนวราบเพียงแต่เปลี่ยนค่า a เป็น g เท่านั้น อ่านเพิ่มเติม
*การกำหนดทิศทางของ g ซึ่งเป็นความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก โดย
ปกติ g จะมีทิศลงเสมอ จึงถือว่าวัตถุเคลื่อนที่ลงให้ g เป็นบวก วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นให้ g เป็นลบ
ลักษณะการเคลื่อนที่แนวดิ่งมี 3 ลักษณะ
1.ปล่อยวัตถุลง (u=0)
2. ปาวัตถุลง (u≠0)
3.โยนวัตถุขึ้น (u≠0)
สูตร
** (g มีค่าประมาณ 10 m/s² )
ตัวอย่างโจทย์การเคลื่อนที่แนวดิ่ง
1. ปาก้อนหินให้ตกลงมาจากยอดตึก ด้วยความเร็วต้น 10 m/s ก้อนหินกระทบพื้นด้วยความเร็ว 40 m/s ตึกสูงกี่เมตร
2.
โยนวัตถุขึ้นจากพื้นด้วยความเร็วต้น 30 m/s วัตถุขึ้นไปได้ถึงจุดสูงสุดภายในเวลากี่วินาที
การเคลื่อนที่ของบอลลูน
วัตถุที่ตกจากบอลลูนมีการเคลื่อนที่ 3 กรณี
1. บอลลูนลอยขึ้นด้วยความเร็ว V
ถุงทรายที่ตกจากบอลลูนจะมีความเร็ว V เท่ากับบอลลูนและมีทิศขึ้นเหมือนบอลลูน และเมื่อถุงทรายหลุดจากบอลลูนจะเคลื่อนที่แบบตกอิสระภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ความเร่ง = - g m/s²
อ่านเพิ่มเติมตัวอย่างโจทย์การเคลื่อนที่ของบอลลูน
**ใช้ 5 สูตรการเคลื่อนที่แนวดิ่งในการคำนวณ**
1.บอลลูนลูกหนึ่งลอยลงในแนวดิ่งซึ่งขณะนั้นมีความเร็ว 20 m/s คนในบอลลูนได้ทิ้งก้อนหินลงมา ปรากฏว่าก้อนหินกระทบพื้นในเวลา 12 วินาที อยากทราบว่าขณะทิ้งก้อนหินบอลลูนอยู่สูงจากพื้นเท่าใด
2.บอลลูนกำลังลอยขึ้นในแนวดิ่งด้วยความเร็ว 10 m/s ขณะอยู่สูงจากพื้น 400 เมตร ก็ปล่อยถุงทรายลงมา อยากทราบว่านานเท่าใดถุงทรายถึงพื้นด้านล่าง