ฟิสิกส์ในชีวิตประจำวัน

ก ข สารบญั หน้า ความเร็ว 8 กฎแรงของนิวตัน 1 ความเร่ ง 9 นิยามการเคล่ือนท่ี 5 การกระจัด อัตราเร็ว 11 ระยะทาง 6 7 การเคล่ือนท่แี บบโพรเจกไทล์ 14

1 กฎข้อที่ 1 ΣF = 0 หรือกฎของความเฉื่อย 2 ฟิ สิกส์(Physics) “วตั ถุจะรักษาสภาพหยดุ น่ิง หรือเคล่ือนที่ดว้ ย ความเร็วคงที่ในทิศทางเดิมกต็ ่อเมื่อ แรงลพั ธท์ ่ีมา แรง ในทางฟิ สิกส์คือการกระทาจากภายนอก กระทา ต่อวตั ถุมีคา่ เท่ากบั ศนู ย”์ ท่ีก่อใหเ้ กิดการเปล่ียนแปลงของระบบทางกายภาพ โดย แรงเป็นผลมาจากการใชพ้ ลงั งาน เช่น คนท่ีจงู สุนขั อยู่ ภาพ1.1 นกั บินอวกาศที่ลอ่ งลอยในอวกาศ ดว้ ยเชือกล่าม กจ็ ะไดร้ ับแรงจากเชือกที่มือ ซ่ึงทาใหเ้ กิด แรงดึงไปขา้ งหนา้ ถา้ แรงก่อใหเ้ กิดการเปล่ียนแปลงทาง จลนศาสตร์ตามกฎขอ้ ท่ีสองของนิวตนั คือ เกิด ความเร่ง ถา้ ไม่เกิดการเปล่ียนแปลงทางจลนศาสตร์กอ็ าจ ก่อใหเ้ กิดความเปล่ียนแปลงอ่ืนๆ ไดเ้ ช่นกนั หน่วยเอส ไอของแรงคือ นิวตนั

3 กฎข้อท่ี 3 (แรงกริ ิยา = แรงปฏกิ ริ ิยา) 4 กฎข้อท่ี 2 ΣF = ma หรือกฎของความเร่ง “แรงกิริ ยา-แรงปฏิกิริ ยาเป็ นแรงที่มีขนาดเท่ากนั แต่มีทิศทางตรงกนั ขา้ ม และกระทากบั วตั ถุคนละ “เม่ือมีแรงลพั ธ์ท่ีไม่เป็นศูนยม์ ากระทากบั วตั ถุ วตั ถุ ชนิด” จะมีความเร่งในทิศทางเดียวกบั แรงลพั ธน์ ้นั ” ภาพ1.2 รูปจรวดกาลงั เกิดการเร่งความเร็วจาก 0 ภาพ1.3การเกิดแรงกริยากบั แรงปฎิกิริยา

5 การกระจัด (Displacement) 6 การเคลอ่ื นที่ (Movement) เม่ือวตั ถุมีการเคลื่อนที่จากตาแหน่งหน่ึงไปยงั อีก นิยามการเคลอื่ นท่ี ตาแหน่งหน่ึง การบอกตาแหน่งใหม่เทียบกับ ตาแหน่งเดิม เพื่อให้เขา้ ใจได้ชัดเจนตอ้ งบอกท้งั ในฟิ สิกส์ หมายถึง การเปลี่ยนตาแหน่งของวตั ถุ ระยะห่างและทิศทาง ปริมาณที่บอกให้ทราบถงึ การ ใ น ช่ ว ง เ ว ล า ห น่ึ ง ถู ก อ ธิ บ า ย ด้ ว ย ก า ร เปลย่ี นตาแหน่ง เรียกวา่ การกระจดั กระจัด ระยะทาง ความเร็ว ความเร่ง เวลา และ อตั ราเร็ว การเคล่ือนท่ีของวตั ถุจะถูกสงั เกตไดโ้ ดย การกระจดั ใช้สัญลกั ษณ์ “ sv” ผสู้ งั เกตท่ีเป็นส่วนหน่ึงของกรอบอา้ งอิง ทาการวดั เป็ นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็ น เมตร (m) การเปลี่ยนตาแหน่งของวตั ถุเทียบกบั กรอบอา้ งอิง น้นั การกระจดั หาไดจ้ ากเส้นตรง ที่เขียนหัวลูกศร กากบั โดยลากจากจุดเริ่มตน้ ไปยงั จุดสุดทา้ ยของ การเคล่ือนท่ี ความยาวของเสน้ ตรงแทนขนาดของ การกระจดั และทิศที่หัวลูกศรช้ีจะแทนทิศของการ กระจดั

7 ความเร็ว (Speed) 8 ระยะทาง (Distance) เม่ือวตั ถุมีการเคลื่อนที่ ตาแหน่งของวตั ถุจะ จากการศึกษาการเคลื่อนที่ของวตั ถุ เช่น รถยนต์ เปล่ียนแปลง การเปลี่ยนแปลงตาแหน่งของวตั ถุ สัตว์ วตั ถุตกในอากาศ พบว่าตาแหน่งของวตั ถุมี อาจทาให้ทราบว่าวตั ถุเคล่ือนที่มีลกั ษณะอย่างไร การเปล่ียนไปจากเดิม หรือกล่าวว่าวตั ถุจะเลื่อน โดยมีการกาหนดว่า อตั ราการเปล่ียนแปลงการ จากตาแหน่งเดิมไปยงั ตาแหน่งใหม่ ซ่ึงจะเรียกการ เคลื่อนท่ีเช่นน้ีว่า การเคล่ือนท่ีแบบเลื่อนตาแหน่ง กระจดั หรือ การกระจดั ท่ีเปล่ียนแปลงไปในหน่ึง (translation motion) ถา้ เราทราบ หน่วยเวลา เรียกวา่ ความเร็ว ตาแหน่งเร่ิมตน้ เส้นทางการเคล่ือนท่ีและตาแหน่ง สุดทา้ ยของการเคลื่อนที่ กจ็ ะไดร้ ะยะทางจากความ ยาวตามเสน้ ทางการเคล่ือนที่น้นั

9 10 ความเร่ง (Acceleration) ความเร่งอาจแบ่งได้ 3 ประเภท ดงั น้ี จากการศึกษาพบวา่ การเคลื่อนท่ีของวตั ถุพบว่า ในบางคร้ังอาจมีการเปลี่ยนแปลงทิศทาง การ เคลื่อนที่ การเคล่ือนท่ีทีมีการเปล่ียนแปลงขนาด หรื อทิศทางของความเร็ ว เรี ยกว่า ความเร่ ง โดยทวั่ ไปความเร่งหมายถึง อตั ราการเปล่ียนแปลง ความเร็ว หรือ ความเร็วที่เปล่ียนไปในหน่ึงหน่วย เวลา เน่ืองจากความเป็นปริมารเวกเตอร์ ความเร่งจึง เป็นปริมาณเวกเตอร์ หน่วยของความเร่ง คือ เมตร ต่อวินาที 2 (m/s2)

11 อตั ราเร็ว (Speed) อตั ราเร็วสามารถแบ่งออกได้ ดงั น้ี 12 เม่ือวตั ถุมีการเคลื่อนที่ ปริมาณที่บอกไดว้ า่ วตั ถุ 1. อตั ราเร็วเฉลี่ย ( Vav) คือ ระยะทางที่วตั ถุ น้ั น เ ค ลื่ อ น ที่ ไ ด้เ ร็ ว ม า ก ห รื อ น้ อ ย น้ั น คื อ เคลื่อนที่ไดใ้ นหน่ึงหน่วยเวลา (ในช่วงเวลาหน่ึงท่ี อตั ราเร็ว ซ่ึงโดยทวั่ ไป กาลงั พิจารณาเท่าน้นั ) สามารถเขียนเป็นสมการได้ อตั ราเร็ว หมายถึง ระยะทางที่วตั ถุเคลื่อนที่ได้ ในหน่ึงเวลา หรื อ อัตราการเปล่ียนระยะทาง อตั ราเร็วเป็ นปริมาณสเกลาร์ ใชส้ ญั ลกั ษณ์ “ v ” มีหน่วย เมตรต่อวนิ าที ( m/s) v คือ อตั ราเร็วของวตั ถุ มีหนว่ ย เมตรตอ่ วนิ าที (m / s) s คอื ระยะทางของวตั ถุ มีหนว่ ย เมตร (m) t คอื เวลาทว่ี ตั ถใุ ช้ในการเคลอ่ื นท่ี มหี นว่ ย วินาที (s)

13 การเคลอื่ นที่แบบโพรเจกไทล์ 14 2. อตั ราเร็วขณะใดขณะหน่ึง ( Vt) คือ ระยะทางท่ี (Projectile) เคลื่อนท่ีได้ในหน่ึงหน่วยเวลา เมื่อช่วงเวลาท่ี เคลื่อนที่นอ้ ยมากๆ สามารถเขียนสมการได้ ก า ร เ ค ล่ื อ น ที่ ข อ ง ว ัต ถุ ท่ี ป ร ะ ก อ บ ด้ ว ย ก า ร เคลื่อนที่ 2 แนวต้ังฉากกัน และเกิดข้ึนในเวลา เมื่อ Vt คือ อตั ราเร็วขณะใดขณะหน่ึง มีหน่วยเป็ น เดียวกนั เช่น การข่ีจกั รยานผาดโผน เป็ นเส้นทาง เมตรตอ่ วนิ าที (m / s) โคง้ จากเนินด้านหน่ึงไปยงั เนินอีกด้านหน่ึง การ เคลื่อนท่ีของวตั ถุท่ีถูกขวา้ งข้ึนไปในอากาศในแนว 3. อตั ราเร็วคงท่ี ( V) คือ การบอกให้ทราบว่าวตั ถุ ที่ทามุม θ ใด ๆ กบั แนวราบดว้ ยอตั ราเร็ว u เรา มีการเคล่ือนที่อยา่ งสม่าเสมอ ไม่ว่าจะพิจารณาใน สามารถวิเคราะห์ความเร็วการเคลื่อนที่ของวตั ถุ ช่วงเวลาใด ๆ ออกมาไดด้ งั ภาพ

15