1. ลักษณะการเคลื่อนที่
ในธรรมชาติมีการเคลื่อนที่หลายลักษณะ เช่น รถยนต์แล่นไปตามถนน การหมุนของวงล้อจักรยานการกระเพื่อมขึ้นลงของผิวน้ำ การเคลื่อนที่ทั้งหลายเหล่านี้ล้วนเกี่ยวข้องกับตำแหน่งและการเปลี่ยนตำแหน่งในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ ถ้าเป็นกรณีรถยนต์แล่นไปตามถนนลักษณะที่จะเกี่ยวกับตำแหน่งและการเปลี่ยนตำแหน่งของรถยนต์ เป็นต้น
การเคลื่อนที่ของวัตถุต่าง ๆ สามารถแบ่งเป็นการเคลื่อนที่แบบเลื่อนที่และการเคลื่อนที่แบบหมุนอนุภาค สามารถเคลื่อนที่แบบเลื่อนที่ได้เท่านั้นโดยไมส่ ามารถเคลื่อนที่แบบหมุน แต่วัตถุแข็งเกร็งจะสามารถเคลื่อนที่แบบเลื่อนที่และแบบหมุน
รูปที่ 1
การศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในธรรมชาติแบ่งเป็นการศึกษาใน 2 ลักษณะ คือ kinematics และ dynamics สำหรับ kinematics เป็นการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไป สำหรับ dynamics จะเป็นการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยศึกษาถึงสาเหตุที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไป สำหรับการศึกษาในบทนี้จะเป็นการศึกษาในแนวของ kinematics และในบทที่ 7 เรื่องเกี่ยวกับนิวตันจะเป็นการศึกษาในแนวของ dynamics
2. ระยะทางการเคลื่อนที่
ระยะทาง หมายถึง ระยะที่วัตถุเคลื่อนที่ได้จริง ๆ โดยจะต้องตำแหน่งเริ่มต้นของวัตถุ ตำแหน่งสุดท้ายของวัตถุและเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ ระยะทางเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น เมตร (m)
3. อัตราของวัตถุ
อัตราเร็ว หมายถึง ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที
พิจารณาการเคลื่อนที่ของรถยนต์คันหนึ่งในแนวตรง ดังรูป
รูปที่ 2
เมื่อสิ้นสุดเวลา t1 วินาที หรือ ณ เวลา t1 รถยนต์เคลื่อนที่ได้ระยะทาง x1 จากจุดเริ่มต้น และเมื่อสิ้นสุดเวลา t2 วินาที หรือ ณ เวลา t2 รถยนต์เคลื่อนที่ได้ระยะทาง x2 จากจุดเริ่มต้น และการเคลื่อนที่ตำแหน่งเดิมต่อไปเรื่อย ๆ
อัตราเร็วเฉลี่ย หมายถึง อัตราส่วนระหว่างระยะทางทั้งหมดที่เคลื่อนที่ได้กับช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่นั้นโดยจะเขียนได้ว่า
สมการที่ 1
เช่น จากรูป ถ้า v12 เป็นอัตราเร็วเฉลี่ยในช่วงเวลาที่รถยนต์เคลื่อนที่จาก t1 ถึง t2 เราจะได้ตามสมการที่ 1 เป็น
อัตราเร็วขณะหนึ่ง หมายถึง อัตราเร็วของการเคลื่อนที่ของวัตถุ ณ เวลาที่พิจารณา เช่น จากการเคลื่อนที่ของรถยนต์ ดังรูปที่ 2 เราได้กราฟระยะทางกับเวลา เป็น ดังรูปที่ 3 ถ้าต้องการหาอัตราเร็วของเวลา t สามารถหาได้จากสมการที่ 1 โดยให้เวลา t เป็นจุดกึ่งกลางของช่วงเวลา Δt และต้องคิดที่กรณีที่Δt มีค่าน้อยมา
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น