การเคลื่อนที่แนวโค้ง บทที่ 7 นาย ธนพล สังขรัตน์ เลขที่ 3 นาย พีระพัฒน์ ธรรมดี เลขที่ 4 นาย วัชรพงศ์ สิทธิศักดิ์ เลขที่ 5 นาย เอราวัณ ยุทธโกศา เลขที่ 12 นาย อัมรินทร์ ทองเสริม เลขที่ 20 จัดทำ โดย 4/2
7.1 การเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์ 1.ทดลองการเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์เพื่อ หาความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดในแนว ระดับกับการกระจัดในแนวดิ่ง ความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดในแนวระดับกับการ กระจัดในแนวดิ่งได้ดังนี้: 1.การกระจัดในแนวระดับ (Horizontal Motion): :ในทิศทางนี้ วัตถุจะเคลื่อนที่โดยมีความเร็วเป็นคงที่ ตลอดเวลาที่เคลื่อนที่ :ความเร็วในแนวระดับไม่ได้เปลี่ยนแปลง จนกว่าจะมี แรงที่กระทำ ต่อวัตถุ เช่น แรงเสียดทานจากแม่แบบ หรือแรงเสียดทานจากแก๊สในอากาศ จุดประสงค์
7.1 การเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์ 1.ทดลองการเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์เพื่อ หาความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดในแนว ระดับกับการกระจัดในแนวดิ่ง 2.การกระจัดในแนวดิ่ง (Vertical Motion): :ในทิศทางนี้ แรงโน้ม น้ ถ่วงทำ ให้วัตถุเคลื่อนที่ลง ตามแนวดิ่ง :ความเร็วในแนวดิ่งเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการก ระทำ ของแรงโน้ม น้ ถ่วง :แต่ความเร็วในแนวดิ่งจะลดลงเมื่อวัตถุเริ่มสูงขึ้น และถึงจุดสูงสุดของการเคลื่อนที่ จากนั้นความเร็ว จะเพิ่มขึ้นในทิศทางตรงข้ามเนื่องจากแรงโน้ม น้ ถ่วง :ในกรณีที่ไม่มีแรงเสียดทานที่กระทำ วัตถุจะมี ความเร็วในแนวดิ่งเท่ากับความเร็วที่ถูกปล่อยจาก การกระจัดในแนวดิ่งในจุดเริ่มต้นลงมา
7.1 การเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์ 2.อธิบายหลักการของการเคลื่อนที่แบบ โปรเจคไทล์ หลักการสำ คัญของการเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์ มีดังนี้ 1.วัตถุเคลื่อนที่เป็นแนวโค้งพาราโบลา เนื่องจากมีแรงโน้ม น้ ถ่วง กระทำ ลงในแนวดิ่ง ทำ ให้วัตถุเคลื่อนที่ลงต่ำ 2.ความเร็วในแนวนอนคงที่ แรงโน้ม น้ ถ่วงไม่มีผลต่อการเคลื่อนที่ ในแนวนอน 3.ความเร็วในแนวดิ่งแปรผันตามเวลา ความเร็วในแนวดิ่งจะ เพิ่มขึ้นทีละน้อ น้ ยตามเวลา 4.ระยะทางสูงสุดที่วัตถุเคลื่อนที่ถึง ขึ้นอยู่กับความเร็วเริ่มต้น และมุมที่ขว้าง 5.ระยะทางไกลสุดที่วัตถุเคลื่อนที่ถึง ขึ้นอยู่กับความเร็วเริ่มต้น
3.นำ หลักการของการเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์ ไปคำ นวณปริมาณต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการ เคลื่อนที่แบบ 7.1 การเคลื่อนที่แบบโปรเจคไทล์ คำ นวณ
4.ทดลองการเคลื่อนที่แบบวงกลมเพื่อศึกษา ความสัมพันธ์เกี่ยวกับคาบ แรงสู่ศูนย์กลาง และ รัศมีการเคลื่อนที่แบบวงกลม 7.2 การเคลื่อนที่แบบวงกลม สรุปได้ดังนี้: 1.คาบแรงสู่ศูนย์กลาง (Centripetal Force): แรงที่ทำ ให้วัตถุเคลื่อนที่แบบวงกลมหรือโค้ง มีทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางของการหมุน ประกอบด้วยแรงแม่ เหล็ก, แรงแรงยึด, หรือแรงเสียดทานที่ทำ ให้วัตถุหันเข้าสู่ ศูนย์กลาง 2.รัศมีการเคลื่อนที่แบบวงกลม (Radius of Circular Motion): ระยะห่างจากศูนย์กลางของวงกลมไปยังจุดที่วัตถุเคลื่อนที่ รัศมีนี้มีผลต่อความเร็วและความเร่งของวัตถุที่เคลื่อนที่ โดย เราสามารถใช้สมการที่เกี่ยวข้องกับเซ็นทริพีทัลแอคเซลเลอร์ เช่น a=u²/r ที่เชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างรัศมี, ความเร็ว, และความเร่งของการเคลื่อนที่แบบวงกลม
การเคลื่อนที่แบบวงกลมมีหลักการพื้นฐานที่สำ คัญ คือ กฎของ Newton ที่กำ หนดว่าวัตถุที่เคลื่อนที่แบบวงกลมจะมีแรง ที่กำ ลังตรงทางไปยังจุดศูนย์กลางของวงกลมเสมอ ที่เรียกว่า แรงเสถียรภาพ และแรงในทิศทางที่กำ ลังตรงกันข้ามกับทิศทาง ของความเร็วของวัตถุที่เป็นเส้นตรงเรียกว่าแรงเหวี่ยง ซึ่งทำ ให้ วัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมได้ ความเร็วของวัตถุในการเคลื่อนที่ แบบวงกลมก็จะมีแรงเสียดทานในทิศทางของความเร็วทำ ให้มัน เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ แต่ก็ยังคงเคลื่อนที่บนเส้นทางโค้ง อย่างต่อเนื่อง และทำ ให้เกิดการเคลื่อนที่แบบวงกลมได้โดย ตลอดเวลา สมการที่ใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่แบบวงกลม รวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็ว ความเร่ง แรง เวลาและ รัศมีของวงกลม 5.อธิบายหลักการของการเคลื่อนที่แบบวงกลม 7.2 การเคลื่อนที่แบบวงกลม
การหาแรงลัพธ์ที่ทำ หน้า น้ ที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลางซึ่งทำ ให้ เกิดการเคลื่อนที่แบบวงกลมนั้นเรียกว่า "แรงเสถียรภาพ" ซึ่งเป็นแรงที่กลายเป็นเส้นทางสำ คัญในการเคลื่อนที่แบบ วงกลม เราสามารถคำ นวณหาแรงเสถียรภาพโดยใช้สมการ ที่เรียกว่า "กฎของนิวตันสำ หรับการเคลื่อนที่วงกลม" หรือ "กฎที่สองของนิวตัน" ซึ่งระบุว่าแรงเสถียรภาพ (F) เท่ากับ มวล (m) คูณความเร็วเชิงมุม (ω) ในทิศทางเชิงเส้นตรงที่ ห่างจากศูนย์กลางของการเคลื่อนที่แบบวงกลม (r) คูณจำ นวนคงที่ (แรงเสถียรภาพ) (F = mω²r) 6.หาแรงลัพธ์ที่ทำ หน้าที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลางที่ ซึ่งทำ ให้เกิดการเคลื่อนที่แบบวงกลม 7.2 การเคลื่อนที่แบบวงกลม
7.นำ หลักการของการเคลื่อนที่แบบวงกลมไป คำ นวณปริมาณต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ แบบวงกลม 7.2 การเคลื่อนที่แบบวงกลม
เช่น: ความเร็วเชิงเส้น (Linear velocity): ความเร็วของ รถหรือจักรยานยนต์เป็นตัวบ่งชี้ถึงความเร็วของการ เคลื่อนที่ในทิศทางเส้นตรง ความเร่งเชิงเส้น (Linear acceleration): การ เปลี่ยนแปลงในความเร็วของรถหรือจักรยานยนต์ใน ทิศทางเส้นตรง ความเฉื่อย (Centripetal acceleration): ความเร่ง ที่เกิดขึ้นที่จุดกลางของวงกลมที่เคลื่อนที่ ซึ่งเป็นผลมา จากแรงที่เข้าสู่ศูนย์กลางของวงกลมเพื่อทำ ให้วัตถุ เคลื่อนที่เป็นวงกลม ความยาวเส้นรอบวง (Circumference): ระยะทางที่รถ หรือจักรยานยนต์เคลื่อนที่ตามรอบของวงกลม ซึ่ง สามารถคำ นวณได้จากสูตร C=2πr โดยที่r คือรัศมีของวงกลม 8.นำ หลักของการเคลื่อนที่แบบวงกลมไปคำ นวณ ปริมาณต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของ รถยนต์หรือรถจักรยานยนต์บนถนนโค้ง 7.2 การเคลื่อนที่แบบวงกลม
การโคจรของดาวเทียมรอบโลก จะมีแรงโน้ม น้ ถ่วงซึ่ง เป็นแรงดึงดูดระหว่างมวลของดาวเทียม กับโลก ทำ หน้า น้ ที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลางทำ ให้ดาวเทียมยังโคจรอยู่ได้ ซึ่งหาได้จากสมการ ดาวเทียมบางชนิดโคจรไปทางเดียวกันกับโลกด้วย อัตราเร็วเชิงมุมเท่ากันกับโลก และมีคาบ การโคจร เท่ากับคาบการหมุนรอบตัวเองของโลก ดาวเทียมจึง อยู่ตรงกับตำ แหน่งที่กำ หนดไว้ บนพื้นโลกตลอดเวลา 9.ประยุกต์ใช้ความรู้การเคลื่อนที่แบบวงกลมใน การอธิบายและคำ นวณการโคจรของดาวเทียม 7.2 การเคลื่อนที่แบบวงกลม
อ้างอิง https://www.nectec.or.th https://www.scimath.org https://mateeyaphysicseducation.weebly.com https://ngthai.com