Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
การเคลื่อนที่แบบต่างๆ - Coggle Diagram
การเคลื่อนที่แบบต่างๆ
การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์
การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งมีความเร่งเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยแรงดึงดูดของโลกทำให้สนามของความโน้มถ่วงกระทำต่อวัตถุ ตกเสรีด้วยเร่งคงตัว
การเคลื่อนที่ในแนวระดับจะไม่อยู่ในสนามแรงดึงดูดของโลกเข้ามาเกี่ยวข้อง ความเร็วคงที่ ความเร่งเป็นศูนย์ เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง
การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์มีแนวการเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งพาราโบลา
ความสัมพันธ์ขนาดของการกระจัดในแนวดิ่งและแนวระดับจะได้สมการว่า
วัตถุที่เคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ประกอบด้วยการเคลื่อนที่แบบแนวระดับและแนวดิ่งพร้อมๆกันและเป็นอิสระต่อกัน
ไม่คิดแรงต้านอากาศ
การกระจัดและตวามเร็วของวัตถุในแนวระดับมีความสำคัญ
การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งคือปล่อยให้วัตถุตกแบบเสรี ได้สองสมการคือ
ในกรณีแนวดิ่งความเร็วต้นเป็นศูนย์
ทิศทางการกระจัดของวัตถุ ขนาดการกระจัดลัพธ์
การเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion)
ปริมาณพื้นฐาน
แอมพลิจูด (A)
คือการกระจัดสูงสุดของการเคลื่อนที่วัดจากจุดสมดุลไปยังจุดปลาย มีค่าคงที่เสมอ หรือบางครั้งเรียกว่า ช่วงกว้าง
ความถี่ (Frequency)
คือ จำนวนรอบที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ภายในเวลา 1 วินาที หน่วยเป็นรอบ/วินาที หรือ เฮิรตซ์ (Hz) ใช้สัญลักษณ์
f
คาบ (Period)
คือ เวลาที่วัตถุเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ หน่วยเป็นวินาที/รอบ หรือวินาทีใช้สัญลักษณ์
T
สมการที่ใช้อธิบายตัวอย่างการการเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิก คือแรงแปรผันตรงกับระยะการกระจัด
ตัวอย่างการการเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิก
ลูกตุ้มนาฬิกา
การสั่นของอนุภาคในระดับอะตอม
แรงดึงกลับ (Restoring force) แรงที่กระทำต่อวัตถุให้มีการเคลื่อนที่กลับไปกลับมารอบตำแหน่งสมดุล
มวลที่ติดกับปลายสปริง
ในแนวดิ่ง
ในแนวระดับ
มวลติดปลายสปริงที่ติดอยู่กับพื้นเป็การเคลื่อนที่ 1 มิติ เคลื่อนจากซ้ายไปขวา
สปริงที่อยู่ที่เดิมไม่ได้ใช้แรงยืดถือว่าอยู่ในตำแหน่งแนวสมดุล
สปริงที่ยืดออกทำให้เกิดแรงดึงกลับ คือทิศทางที่สปริงยืดและแรงดึงกลับมีทิศตรงกันข้าม
เมื่อปล่อยสปริงหลังจากยืดสปริง แรงดึงกลับจะดึงมวลไปทางซ้าย ทำให้ขนาดสปริงและขนาดแรงดึงกลับมีขนาดลดลง เมื่อถึงตำแหน่งสมดุล การกระจัดและแรงเป็นศูนย์ ณ ตำแหน่งสมดุลความเร็วมีทิศไปทางซ้าย ความเร็วจะเป็นศูนย์เมื่อการเคลื่อนที่ไปทางซ้ายสุดหลังจากนั้นแรงดึงกลับก็ทำหน้าที่อีกครั้งแต่มีทิศเป็นลบ จะทำซ้ำไปเรื่อยๆ
เมื่อนำสมการนี้มารวมกับสมการกฎข้อสองของนิวตันจะได้
จากรูป
ขนาดของการกระจัด
ขนาดของความเร็วของเงาที่เห็นบนฉากเมื่อเทียบกับอัตราเร็วเชิงเส้น
ขนาดของความเร่งของเงาที่เห็นบนฉาก
เมื่อนำสมการนี้มารวมกับสมการความเร่งกฎข้อที่สองของนิวตันจะได้
มวลลูกตุ้ม
จึงได้สมการ
เมื่อนำสมการนี้มารวมกับสมการความเร่ง=-โอเมก้ากำลังสองเอกซ์จะได้
การเคลื่อนที่แบบวงกลม(Circular Motion)
การเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ (Uniform Circular Motion)
มีเส้นทางเคลื่อนที่เป็นแนววงกลมหรือส่วนหนึ่งของวงกลม
คือ ขนาดของความเร็วเท่าเดิมสม่ำเสมอ ทิศทางเปลี่ยนไปทีละน้อย
วัตถุเคลื่อนที่แบบวงกลมด้วยอัตราเร็วคงที่ คาบ และความถี่จะมีค่าคงที่
ปริมาณพื้นฐานที่ควรรู้
อัตราเร็วเชิงมุม
คือ มุมที่จุดศูนย์กลางของวงกลมที่รัศมีกวาดไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลา (rad/s)
อัตราเร็วเชิงเส้น(v)
คือระยะทางตามแนวเส้นรอบวงของวงกลมที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา (m/s)
ความถี่ (Frequency)
คือ จำนวนรอบที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ภายในเวลา 1 วินาที หน่วยเป็นรอบ/วินาที หรือ เฮิรตซ์ (Hz) ใช้สัญลักษณ์
f
คาบ (Period)
คือ เวลาที่วัตถุเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ หน่วยเป็นวินาที/รอบ หรือวินาทีใช้สัญลักษณ์
T
ความเร่งเข้าสู่ศูนย์กลาง
คือความเร่งเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบวงกลมมีขนาดคงที่และทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางเสมอ
แรงเข้าสู่ศูนย์กลาง
คือ แรงที่กระทำต่อวัตถุในการเคลื่อนที่แบบวงกลมมีทิศทางเดียวกันกับทิศของความเร่ง
การเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวราบ
อัตราเร็วและรัศมีของวงกลม ในการเคลื่อนที่1รอบ ความยาวของเส้นรอบวง และคาบของช่วงเวลา เขียนความสัมพันธ์ได้ดังนี้
การเขียนความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของแรงเข้าสู่ศูนย์กลาง อัตราเร็วเชิงเส้นและรัศมีของการเคลื่อนที่ สามารถเขียนสมการได้ดังนี้
หาความเร็วเชิงมุมได้จาก
หาความเร่งสู่ศูนย์กลางได้จาก
หาแรงสู่ศูนย์กลางได้จาก
ดาวเทียม
น้ำหนักของดาวเทียมลงสู่โลก เป็นแรงสู่ศูนย์กลาง
แรงสู่ศูนย์กลางที่กระทำต่อดาวเทียม
แรงที่โลกกระทำต่อดาวเทียม
แรงดึงดูดระหว่างโลกกับดาวเทียมเป็นแรงดึงดูดเดียวกันกับแรงสู่ศูนย์กลางกระทำต่อดาวเทียม