Mechanics

กลศาสตร์

  1.  การเคลื่อนที่แนวตรงระหว่างสองตำแหน่ง  (ไม่พิจารณาแรงกระทำ)
  ในการพิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุ จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง ในแนวตรง
    –  หากยังไม่สนใจแรงที่กระทำต่อวัตถุ และปริมาณที่สนใจคือ     v-u-a-t
         ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่าง ๆ ข้างต้นที่เกี่ยวข้องจะอยู่ในรูปของ formular-เส้นตรง

v-avg

สมการข้างต้น เป็นการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่เท่านั้น
แต่ถ้าวัตถุนั้น เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
– จะมีเพียงสมการเดียว คือ                                 

                                           v-คงที่ (2)

สิ่งที่น่าสนใจ คือ กราฟของการเคลื่อนที่
  • กรณี กราฟระหว่าง  s  กับ   t
  – slope หรือ ความชันของกราฟระหว่าง S กับ t คือ ความร็ว  v
  – พื้นที่ใต้กราฟของกราฟระหว่าง S กับ t  ไม่ให้ความหมาย

กราฟ-st1

– จาก กราฟ บอกได้ว่า  ช่วง 2 วินาทีแรก  เป็นการเคลื่อนที่อย่างมี  ความเร็วคงที่ ไปข้างหน้า
– จาก กราฟ บอกได้ว่า  ช่วง  2 – 5   เป็นการเคลื่อนที่อย่างมี  ความเร็วคงที่ ในทิศตรงข้ามกับตอนแรก
– จาก กราฟ บอกได้ว่า  วินาทีที่ 4  กลับมาอยู่ที่เดิม และ ไปในทิศตรงข้ามกับตอนแรกด้วย ความเร็วคงที่จนถึงวินาทีที่ 5
– จาก กราฟ บอกได้ว่า  วินาทีที่ 5 – 6 จะไปในทิศเดียวกับตอนแรก ด้วย ความเร็วคงที่จนถึงวินาทีที่ 5

 

  • กรณี กราฟระหว่าง v  กับ   t
  – slope หรือ ความชันของกราฟระหว่าง v กับ t คือ ความเร่ง a
  – พื้นที่ใต้กราฟของกราฟระหว่าง v กับ t คือ การกระจัด s

กราฟ-v-t

– จาก กราฟ บอกได้ว่า  ช่วง 0 – t1   เป็นการเคลื่อนที่อย่างมี  ความเร่ง
– จาก กราฟ บอกได้ว่า  ช่วง  t1 – t2   เป็นการเคลื่อนที่อย่างมี  ความเร็วคงที่
– จาก กราฟ บอกได้ว่า  ช่วง t2 – t3   เป็นการเคลื่อนที่อย่างมี  ความหน่วง

3. การเคลื่อนที่ระหว่างสองตำแหน่ง(พิจารณาแรงที่กระทำต่อวัตถุ)

 หัวข้อนี้  จะใช้การพิจารณาการเคลื่อนที่สองวัตถภุที่ครอบคลุมทั้ง “การเคลื่อนที่แนวตรง”  และ  “ไม่เป็นแนวตรง” ซึ่งโจทย์มี แรงที่กระทำต่อวัตถุมาเกี่ยวข้องด้วย
– ดังนั้น ในโจทย์อาจจะพูดถึง  “ส.ป.ส.ความเสียดทาน”   “งาน”     “พลังงานศักย์”  และ  “พลังงานจลน์” หรือ “แรงใดแรงหนึ่งที่กระทำต่อวัตถุ”
  •  – ในเรื่องที่เกี่ยวกับ “งาน”  ขอทบทวน ดังนี้
“งานที่วัตถุได้รับ” เนื่องจากแรงคงที่ อาจเป็นได้ทั้ง
–  งานของแรงที่อยู่ในแนวเดียวกับการเคลื่อนที่
–  งานของแรงแรงที่ทำมุมแหลมกับทิศการเคลื่อนที่
–  งานของแรงแรงที่ทำมุมฉากกับการเคลื่อนที่
–  งานของแรงแรงที่ต้านการเคลื่อนที่
หรือ –   งานของแรงแรงที่ทำมุมป้านใด ๆกับทิศการเคลื่อนที่
   –  สิ่งที่ควรทำควรทำความเข้าใจ คือ  “งาน   เป็นปริมาณสเกลาร์  ที่เกิดจากผลคูณแบบ dot ของ  “แรง”  และ “การกระจัด”  ซึ่งเป็นปริมาณเวคเตอร์

w-fs4

พิจารณาแรงที่กระทำ และ งานที่เกิดกับวัตถุ  ดังนี้

work-เส้นตรง

 work-energy3

พลังงานศักย์

       -ถ้า  “งาน”  นั้นทำให้วัตถุ “เปลี่ยนระดับตำแหน่ง”  กล่าวได้ว่า งานนั้นทำให้ “พลังงานศักย์”ของวัตถุเปลี่ยนไป
  •  ในกรณีของการเปลี่ยนระดับความสูง  เรียก  พลังงานศักย์นั้นว่า “พลังงานศักย์โน้มถ่วง” 

Epg1

Epg3

  •   ในกรณีของการเปลี่ยนระดับการยืดหยุ่น  เรียก  พลังงานศักย์นั้นว่า “พลังงานศักย์ยืดหยุ่น”

epe3fkx

epe

พลังงานจลน์

   -ถ้า  “งาน”  นั้นทำให้วัตถุ “เปลี่ยนอัตราเร็ว”  กล่าวได้ว่า งานนั้นทำให้ “พลังงานจลน์”ของวัตถุเปลี่ยนไป

ek

สิ่งที่ควรนำมาแก้ปัญหาโจทย์  คือ
 w-ekw-ek3
       ซึ่งเรียกว่า   “หลัก งาน- พลังงาน”  ซึ่ง  กล่าวได้ว่า  “ผลรวมของงานของแรงทุกแรงที่วัตถุได้รับ  จะ มีค่าเท่ากับ  พลังงานจลน์ของวัตถุที่เปลี่ยนไป”
โจทย์ การเคลื่อนที่แนวตรง 1

(คลิป วิเคราะห์และแก้ปัญหาโจทย์ อยู่ระหว่างดำเนินการ)

โจทย์ การเคลื่อนที่แนวตรง 2

(คลิป วิเคราะห์และแก้ปัญหาโจทย์ อยู่ระหว่างดำเนินการ)

โจทย์ การเคลื่อนที่แนวตรง3

(คลิป วิเคราะห์และแก้ปัญหาโจทย์ อยู่ระหว่างดำเนินการ)