<< Go Back

     การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงของวัตถุ เป็นการเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ คือ การเคลื่อนที่ที่ไม่เปลี่ยนทิศทาง เช่น การเคลื่อนที่ของลูกมะพร้าวเมื่อตกจากต้นสู่พื้นดิน การเคลื่อนที่ของรถยนต์บนถนนตรง การเคลื่อนที่ของนักกีฬาว่ายน้ำในลู่ของสระ เป็นต้น

     ปริมาตรต่างๆที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในแนวตรงมีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร
ในขณะที่รถยนต์เริ่มเคลื่อนที่บนถนนตรง คนขับจะเหยียบคันเร่งทำให้รถเคลื่อนที่เร็วขึ้น ถ้าสังเกตที่เข็มวัดอัตราเร็วบนหน้าปัดของรถ จะพบว่าเข็มเบนมากขึ้น แสดงว่ารถเคลื่อนที่ด้วย อัตราเร็ว (speed) เพิ่มขึ้น และถ้าพิจารณาทิสของการเคลื่อนที่ด้วย ความเร็ว (velocity) เพิ่มขึ้น

     เมื่ออ่านค่าจากเข็มชี้อัตราเร็วของรถที่กำลังเคลื่อนที่ในภาพ ขณะนี้รถเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมงหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ไปทางทิศใต้ หากความเร็วของรถเปลี่ยนแปลง กล่าวได้ว่ารถเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง (acceleration) การเข้าใจปริมาณต่างๆที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ จะทำให้มีความปลอดภัยมากขึ้นในการขับขี่ยวดยานพาหนะ และนำไปใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ ได้

การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง การเคลื่อนที่ในแนวตรงด้วยความเร่งคงที่ มีสูตรดังนี้ 

s = vt 


     u = ความเร็วเริ่มต้น (m/s) 
     v = ความเร็วตอนปลาย (m/s ) 
     s = ระยะทาง(m) 
     a = ความเร่ง ( m/s2)

โจทย์การเคลื่อนที่แนวตรง 

     1. ยิ่งปืนด้วยความเร็วต้น 40 m/s ถ้ากระสุนที่ถูกยิงทะลุไม้ที่หนา 50 mm เมื่อกระสุนทะลุไม้แล้วมีความเร็วลดลงเหลือ 20 m/s ถ้าเรายิงปืนอีกครั้งจะทะลุไม้ได้ทั้งหมดจริงๆ กี่แผ่น 

    วิธีทำ จากโจทย์ช่วงแรก เราทราบค่า u = 40 m/s 
                                                                  v = 20 m/s 
                                                                  s = 50 / 1000 = 0.05 m 
      ทำการหาความเร่ง (a) จากสมการ v2 = u2 + 2as 
      ทำการแทนค่าในสมการข้างต้น 202 = 402 + (2 x a x 0.05) 
            400  = 1600 + 0.1a 
            a = (400 – 1600) / 0.1 
            a = -12000 m/s2 

      จากโจทย์ช่วงที่สองเราทราบค่า u = 40 m/s,  v = 0 m/s 
      a ที่หาค่าได้มา = -12000 m/s2 
      ดังนั้นจากสมการ v2 = u2 + 2as 


ทำการแทนค่าในสมการข้างต้น 02 = 402 + (2 x (-12000) x s) 
      0 = 1600 + (-24000s) 
      0 = 1600 – 24000s s = 1600 / 24000 
      s = 0.067 m 
      s = 0.067 x 1000 mm 
      s = 67 mm 
      ดังนั้นกระสุนปืนสามารถทะละไม้ได้ทั้งหมดเท่ากับ n = 67 / 50  = 1.34 แผ่น

 

     2. ชายคนหนึ่งวิ่งจากจุดเริ่มต้นไปถึงตู้ไปรษณีย์ A แล้วย้อนกลับไปหยุดที่ใต้ต้นไม้ B กินเวลาทั้งสิ้น 10 วินาทีพอดี จงคำนวณความเร็วและอัตราเร็วเฉลี่ยของชายคนนั้น

  วิธีทำ การที่ชายคนนั้นวิ่งจากจุดเริ่มต้นไป A แล้วย้อนกลับไปหยุดที่จุดใต้ต้นไม้ B จะได้การกระจัดทั้งสิ้นเท่ากับ s 

          โดยที่ s = -20 m  ตามนิยามของความเร็วเฉลี่ยจะได้ความเร็วเฉลี่ย  เป็นเครื่องหมายลบของความเร็วเฉลี่ยที่ได้ในสมการ(2) หมายถึง ชายคนนั้นกำลังวิ่งไปทางซ้ายของจุดเริ่มต้น นั่นคือ ความเร็วเฉลี่ยของชายคนนั้นเท่ากับ –2 เมตร/วินาที 
การวิ่งของชายคนนั้นจากจุดเริ่มต้นไป A แล้วย้อนกลับไปหยุดที่จุดใต้ต้นไม้ B จะได้ระยะทางทั้งสิ้นเท่ากับ d 

          โดยที่ d = 40+40 +20 =100 m ตามนิยามของอัตราเร็วเฉลี่ยจะได้อัตราเร็วเฉลี่ย  เป็น 

     นั่นคือ อัตราเร็วเฉลี่ยของชายคนนั้นเท่ากับ 10 เมตร/วินาที


ขอบคุณเนื้อหาเพิ่มเติม :
       http://www.vcharkarn.com/lesson/20
       http://student.nu.ac.th/phyedu12/top1.html
       http://physics-64.blogspot.com/2010/04/blog-post_23.html
       http://www.tutormathphysics.com/index.php/2012-01-26-12-12-03/89-physics-m5-moving/298-moving-ex-11.html

<< Go Back