ตอบ 3.
ที่มา
ในทางฟิสิกส์ ความเร็ว คืออัตราการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งต่อหน่วยเวลา มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s) ในหน่วยเอสไอ ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ซึ่งประกอบด้วยอัตราเร็วและทิศทาง ขนาดของความเร็วคืออัตราเร็วซึ่งเป็นปริมาณสเกลาร์ ตัวอย่างเช่น "5 เมตรต่อวินาที" เป็นอัตราเร็ว ในขณะที่ "5 เมตรต่อวินาทีไปทางทิศตะวันออก" เป็นความเร็ว ความเร็วเฉลี่ย v ของวัตถุที่เคลื่อนที่ไปด้วยการกระจัดขนาดหนึ่ง ∆x ในช่วงเวลาหนึ่ง ∆t สามารถอธิบายได้ด้วยสูตรนี้ตอบ 2. 10m/s
ที่มา
แนวคิด S = ระยะทาง = 9 x 5o = 450 เมตร
v = อัตราเร็ว = 15 เมตรต่อวินาที
t = เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่
จากสมการ S = vt แทนค่าในสมการ จะได้
450 = 15 x t
t = 450 / 15
= 30 วินาที
450 = 15 x t
t = 450 / 15
= 30 วินาที
ตอบ 4. 49 m/s
ที่มา
กรณีวัตถุตกอย่างเสรี
เมื่อปล่อยให้วัตถุตกอย่างเสรี วัตถุจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ นั่นคือ วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว เรียกความเร่งเนื่องจากการตกของวัตถุว่า ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก (gravitational acceleration) ใช้สัญลักษณ์ g มีค่าเท่ากับ 9.80665 m/s เพื่อความสะดวกในการคำนวณมักใช้ค่าเป็น 9.8 m/s หรือ 10 m/s มีทิศดิ่งลงสู่พื้นเสมอ
2.2 กรณีที่วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง
การเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีแนวการเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง เป็นการเคลื่อนที่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ความเร็วของวัตถุจะลดลงอย่างสม่ำเสมอ แสดงว่าเคลื่อนที่ขึ้นไปด้วยความเร่งที่มีทิศตรงข้ามกับความเร็ว
เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ก็คือ การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงแบบหนึ่ง ดังนั้นสูตรที่ใช้ในการคำนวณ จึงเหมือนกับสูตรที่ใช้คำนวณในการเคลื่อนที่ตามแนวราบ เพียงแต่เปลี่ยนค่า a เป็น g เท่านี้เอง
เมื่อปล่อยให้วัตถุตกอย่างเสรี วัตถุจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ นั่นคือ วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว เรียกความเร่งเนื่องจากการตกของวัตถุว่า ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก (gravitational acceleration) ใช้สัญลักษณ์ g มีค่าเท่ากับ 9.80665 m/s
2.2 กรณีที่วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง
การเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีแนวการเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง เป็นการเคลื่อนที่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ความเร็วของวัตถุจะลดลงอย่างสม่ำเสมอ แสดงว่าเคลื่อนที่ขึ้นไปด้วยความเร่งที่มีทิศตรงข้ามกับความเร็ว
เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ก็คือ การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงแบบหนึ่ง ดังนั้นสูตรที่ใช้ในการคำนวณ จึงเหมือนกับสูตรที่ใช้คำนวณในการเคลื่อนที่ตามแนวราบ เพียงแต่เปลี่ยนค่า a เป็น g เท่านี้เอง
1. v = u + gt เมื่อ u = ความเร็วต้น
2. s = v = ความเร็วปลาย
3. s = ut + gt g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีค่า= 10 m/s
4. v = u + 2gs t = เวลา
s = การกระจัด
ข้อควรจำ
1. กำหนดให้ทิศของ u เป็น บวกเสมอ ปริมาณใดที่มีทิศตรงข้ามกับ u ให้เป็น ลบ
2. เครื่องหมายของ g
- วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ค่า g เป็นลบ
- วัตถุเคลื่อนที่ลง ค่า g เป็นบวก
3. ปล่อยวัตถุให้ตกลงมา แสดงว่า u=0 ถ้่าขว้างวัตถุ แสดงว่า u 0
4. เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ขึ้นไปถึงจุดสูงสุด แสดงว่า v=0
5. เมื่อปล่อยวัตถุบนวัตถุที่กำัลังเคลื่อนที่อยู่ เช่น ปล่อยก้อนหินอยู่บนรถ ขณะรถกำลังเคลื่อนที่ ก้อนหินจะมีความเร็วต้น เท่ากับความเร็วของรถ
6. เมื่อโยนวัตถุขึ้นไปตรง ๆ ในอากาศแล้วตกลงมา ถ้าจุดตกอยู่ต่ำกว่าระดับของจุดปล่อย ค่า s จะเป็นลบ
2. เครื่องหมายของ g
- วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ค่า g เป็นลบ
- วัตถุเคลื่อนที่ลง ค่า g เป็นบวก
3. ปล่อยวัตถุให้ตกลงมา แสดงว่า u=0 ถ้่าขว้างวัตถุ แสดงว่า u
4. เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ขึ้นไปถึงจุดสูงสุด แสดงว่า v=0
5. เมื่อปล่อยวัตถุบนวัตถุที่กำัลังเคลื่อนที่อยู่ เช่น ปล่อยก้อนหินอยู่บนรถ ขณะรถกำลังเคลื่อนที่ ก้อนหินจะมีความเร็วต้น เท่ากับความเร็วของรถ
6. เมื่อโยนวัตถุขึ้นไปตรง ๆ ในอากาศแล้วตกลงมา ถ้าจุดตกอยู่ต่ำกว่าระดับของจุดปล่อย ค่า s จะเป็นลบ
ตัวอย่างการคำนวณ
ปล่อยก้อนหินจากหน้าผา เมื่อเวลาผ่านไป 2 วินาที ก้อนหินจึงตกกระทบพื้น จงหาว่าหน้าผาสูงกี่เมตร
แนวคิด วิเคราะห์โจทย์ว่า โจทย์ให้ปริมาณใดมาบ้าง
จากโจทย์ u = 0 เพราะปล่อยจากจุดหยุดนิ่ง
s = ?
t = 2
g = 10
ปล่อยก้อนหินจากหน้าผา เมื่อเวลาผ่านไป 2 วินาที ก้อนหินจึงตกกระทบพื้น จงหาว่าหน้าผาสูงกี่เมตร
แนวคิด วิเคราะห์โจทย์ว่า โจทย์ให้ปริมาณใดมาบ้าง
จากโจทย์ u = 0 เพราะปล่อยจากจุดหยุดนิ่ง
s = ?
t = 2
g = 10
เลือกสูตรที่สุดคล้องกับปริมาณที่รู้ค่า และปริมาณที่ต้องการทราบ
จะได้สูตร s = ut + gt
แทนค่าปริมาณที่ทราบค่า s = (0 x 2) + x 10 x(2)
s = 0 + x 10 x 4
=
s = 20 m
แทนค่าปริมาณที่ทราบค่า s = (0 x 2) +
s = 0 +
=
s = 20 m
ตอบ 3. 4 s
ที่มา
เป็นการเคลื่อนที่แบบกลับไป กลับมา ซ้ำรอยเดิม
• ไม่มีการสูญเสียพลังงาน เป็นการเปลี่ยนรูประหว่างพลังงานศักย์ยืดหยุ่นกับพลังงานจลน์
• แรงดึงกลับ (ความเร่ง) มีขนาดแปรผันตรงกับขนาดของการกระจัดแต่มีทิศตรงข้าม
• แอมพลิจูด ( Amplitude) คือ ขนาดการกระจัดสูงสุดของการเคลื่อนที่แบบ S.H.M. มีค่าคงตัวเป็นจุดที่วัตถุมีความเร็วเป็นศูนย์ และพลังงานศักย์ยืดหยุ่นมากที่สุดของลวดสปริงเท่านั้น ถูกเขียนแทนด้วย สัญลักษณ์ A
• คาบ (Period) คือเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ ถูกเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ T
• ความถี่ (Frequency) คือ จำนวนรอบที่ได้ใน 1 วินาที ถูกเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ f
ตัวอย่างการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก เช่น การเคลื่อนที่ของมวลติดปลายสปริง การเคลื่อนที่แกว่งไปมาของลูกตุ้มนาฬิก าฯลฯ
ตอบ 2.ไม่ขึ้นกับมวลของลูกตุ้ม
ที่มา
การแกว่งของลูกตุ้ม เป็นการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย โดยจะเคลื่อนที่กลับไปมาซ้ำทางเดิมหลายครั้ง โดยขณะที่เคลื่อนที่ออกไปถึงตำแหน่งหนึ่งก็จะหยุดชั่วขณะแล้วเคลื่อนที่กลับไปอีกทางหนึ่ง และเมื่อถึงอีกตำแหน่งก็จะหยุดชั่วขณะแล้วเคลื่อนที่กลับไปอีกทางหนึ่ง และเป็นอย่างนี้หลายครั้ง จนในที่สุด ก็จะหยุดเพราะมีแรงต้านการเคลื่อนที่ตลอดเวลา
ดังนั้นการทดลองหาคาบการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย ( Simple Pendulum ) จะทำให้ทราบค่า g ได้ง่ายขึ้น
เมื่อความยาวเชือกเพิ่มขึ้น ก็จะทำให้ใช้เวลาในการแกว่งมากขึ้น หรือทำให้คาบเพิ่มขึ้นด้วย แต่ความกว้างของการแกว่ง ไม่เกี่ยวข้องกับคาบของการแกว่ง และมวลของลูกตุ้มก็ไม่เกี่ยวข้องกับคาบของการแกว่งเช่นกัน
ค่า g ณ ตำแหน่งที่ทำการทดลองว่ามีค่ามาตรฐานโดยเฉลี่ยคือ 9.17 m / s2
ตอบ 4.ระยะทางเพิ่มขึ้นสม่ำเสอม
ที่มา
เครื่องเคาะสัญญาณเวลา ( Ticker timer)
เครื่องเคาะสัญญาณเวลาเป็นเครื่องมือที่ใช้หาอัตราเร็วของวัตถุในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยเครื่องเคาะสัญญาณจะเคาะด้วยความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับ 50 ครั้ง/วินาที ทำให้เกิดจุดบนแถบกระดาษที่นำไปติดกับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ โดยช่วงเวลาในการเคลื่อนที่ของแถบกระดาษจากจุดหนึ่งไปอีกจุดที่อยู่ถัดกันจะเท่ากับ 1/50 วินาที ดังนั้นช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ของวัตถุหาได้จากจำนวนช่วงจุดจากเริ่มต้นจนถึงสุดท้ายคูณด้วย1/50 ส่วนระยะทางการเคลื่อนที่ก็วัดจากจุดเริ่มต้นถึงจุดสุดท้าย
ตอบ 3.ความเร็วของวัตถุในแนวดิ่งมีค่าเป็นศูนย์
ที่มา
การเคลื่อนที่แบบโปรเจกไตล์(Motion of a Projectile) คือการเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นแนวโค้ง
ในกรณีที่วัตถุเคลื่อนที่อย่างเสรีด้วยแรงโน้มถ่วงคงที่ เช่น วัตถุเคลื่อนที่ไปในอากาศภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ทางเดินของวัตถุจะเป็นรูปพาราโบลา
ในกรณีที่วัตถุเคลื่อนที่อย่างเสรีด้วยแรงโน้มถ่วงคงที่ เช่น วัตถุเคลื่อนที่ไปในอากาศภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ทางเดินของวัตถุจะเป็นรูปพาราโบลา
ตอบ 1.
ที่มา
เมื่อปล่อยวัตถุ วัตถุจะตกสู่พื้นโลก เนื่องจากโลกมี สนามโน้มถ่วง (gravitational field) อยู่รอบโลก สนามโน้มถ่วงทำให้เกิดแรงดึงดูดกระทำต่อมวลของวัตถุทั้งหลายแรงดึงดูดนี้เรียกว่า แรงโน้มถ่วง (gravitational force)
สนามโน้มถ่วงเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ g และสนามมีทิศพุ่งสู่ศูนย์กลางของโลก สนามโน้มถ่วง ณ ตำแหน่งต่างๆบนผิวโลก มีค่าประมาณ ตอบ 3.2.0m/s
ที่มา
ชายคนหนึ่งเดินจาก ก ไป ข แล้วจาก ข ไป ค และไป ง
ชายคนนี้จะได้ระยะทาง = 6 + 3 + 2 เมตร = 11 เมตรชายคนนี้จะได้การกระจัด = 5 เมตร
ชายคนหนึ่งวิ่งออกกำลังกายด้วยอัตราเร็วคงตัว 5 m/s เมื่อวิ่งได้ระยะทาง 200 m
เขารู้สึกเหนื่อยจึงเปลี่ยนเป็นเดินด้วยอัตราเร็วคงตัว 1 m/s ในระยะทาง 120 m ต่อมา อัตราเร็วเฉลี่ยในการเคลื่อนที่ของชายคนนี้มีค่า
ตอบ 4.ทิศ-Y ด้วยความเร่ง
ที่มา
ประจุไฟฟ้า เป็นคุณสมบัติพื้นฐานถาวรหนึ่งของอนุภาคซึ่งเล็กกว่าอะตอม (subatomic particle) เป็นคุณสมบัติที่กำหนดปฏิกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้า สสารที่มีประจุไฟฟ้านั้นจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็จะได้รับผลกระทบจากสนามด้วยเช่นกัน ปฏิกิริยาตอบสนองระหว่างประจุ และ สนาม เป็นหนึ่งในสี่ ของแรงพื้นฐาน เรียกว่า แรงแม่เหล็กไฟฟ้า
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น