<< Go Back

     ความเร็วขณะใดขณะหนึ่ง (Instantaneous velocity) ก็คือความเร็วของวัตถุในช่วงเวลาที่ สั้นมากขณะผ่านจุดจุดหนึ่งหรือที่เวลาใดเวลาหนึ่ง หรือพูดสั้น ๆ เป็น ความเร็วในช่วงเวลาที่สั้นมาก นั้นคือ 

 

     สัญลักษณ์ในสมการ เป็นสัญลักษณ์ที่ใช้ในวิชาคณิตศาสตร์แสดงกระบวน การทางคณิตศาสตร์ที่ใช้หา ค่า lim เมื่อทราบฟังก์ชันชัดเจนและค่า  หรือ  เป็นทำอนุพันธ์ของ X เทียบกับเวลา ซึ่งเป็นสัญลักษณ์แทน  นั่นเอง  ถือเป็นตัวดำเนิน การตัวหนึ่ง ซึ่งจะกระทำบางอย่างกับสิ่งที่เขียนตามมา กราฟของ ตำแหน่งของวัตถุกับ เวลาอาจเป็นดังรูป ระหว่าง จุด x1 และ x2 ที่เวลา t1 และ t2 ซึ่งจะเรียกว่าจุด P และ จุด Q การเคลื่อนที่อาจ เป็นไปตามเส้นโค้ง


รูป ความเร็วเฉลี่ยและความเร็วขณะใดขณะหนึ่ง 

         ถ้าตำแหน่งของวัตถุที่ผ่าน P และ Q เป็นเส้นโค้งดังรูป ความชันของเส้น ตรงที่ลากผ่าน PQ คือ  ก็คือ ความเร็วเฉลี่ยระหว่าง P และ Q ถ้าจุด P เลื่อนไปใกล้จุด Q มากขึ้น ๆ นั้นคือช่วง t21 - t1 จะสั้นลงจน P อยู่ใกล้ Q มาก เส้นตรง PQ ก็จะกลายเป็นเส้นสัมผัสเส้น โค้งที่จุด Q นั่นเอง และจะมีระยะหนึ่งที่เมื่อ P เข้าใกล้ Q มากขึ้น ความชันก็ไม่ เปลี่ยนแปลง ความชันนี้คือ ลิมิต (Limit) หรือขีดจำกัดของความชัน และถือว่า ค่าความเร็วของวัตถุที่ Q ซึ่งเป็นความเร็ว ขณะใดขณะหนึ่งที่เวลา t2 หรือที่จุด Q เพื่อให้เข้าใจความหมายดังกล่าวของค่าลิมิต เราสามารถสังเกตได้จากตัวอย่าง ต่อไปนี้ เช่น สมมติว่า เราทราบว่ากราฟตำแหน่งกับ เวลาเป็นไปตามสมการ x = 5t2 ในหน่วยเมตรเมื่อ t เป็นวินาที เราสามารถรู้ค่า ตำแหน่ง X ที่เวลาต่าง ๆ ได้จากการคำนวณจากสมการ ให้ Q เป็นตำแหน่งที่ 2.00 วินาที ค่าของตำแหน่ง P ที่เวลาต่าง ๆ ใกล้ Q และค่าของความชันของเส้น PQ ดังตาราง ซึ่งจะเห็นลิมิต ของความชันที่ Q เป็น 20.00 เมตรต่อวินาที 

ตาราง แสดงค่า X ของ P และ Q ที่เวลาต่าง ๆ และค่าความชันของเส้น PQ

t (s) P (m) Q (m) ความชันของ PQ (m/s)
1.50 11.25 20.00 17.50
1.80 16.20 20.00 19.00
1.90 18.05 20.00 19.50
1.98 19.602 20.00 19.90
1.99 19.8005 20.00 19.95
1.995 19.9001 20.00 19.98
1.999 19.9800 20.00 20.00
1.9999 19.9980 20.00 20.00

 

     ตารางแสดงว่าความชันไม่เปลี่ยนเมื่อ t เข้าใกล้ 2.00 วินาทีมาก

    เมื่อช่วงเวลาสั้นมากวัตถุไม่มีเวลาที่จะกลับไปมา อัตราเร็วที่ขณะใดขณะหนึ่งก็คือขนาดของความเร็วที่ไม่ต้องคำนึงถึงทิศทางนั่นเอง

ขอบคุณเนื้อหาเพิ่มเติม
      http://www.cpn1.go.th/media/thonburi/lesson/01_Motion/content04.html

<< Go Back