วิทยาศาสตร์กายภาพ2

บทที่ 1 การเคลื่อนที่แนวตรง

เนื้อหาสาระสำคัญ แนวคิดพื้นฐานของการเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่หมายถึงการเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิงในช่วงเวลาหนึ่ง การพิจารณาว่าวัตถุเคลื่อนที่หรือไม่ จึงขึ้นอยู่กับการเลือก “จุดอ้างอิง” เสมอ ปริมาณทางฟิสิกส์ที่ใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ในแนวตรง ตำแหน่ง (Position, s) คือ จุดที่วัตถุอยู่เมื่อเทียบกับจุดอ้างอิง ระยะทาง (Distance) คือ ความยาวทั้งหมดของเส้นทางการเคลื่อนที่ โดยไม่สนใจทิศทาง การกระจัด (Displacement) คือ การเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุ โดยคำนึงถึงทิศทาง ความเร็ว (Speed) และ อัตราเร็วเฉลี่ย (Average Speed) คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ต่อหน่วยเวลา ความเร็วเชิงเวกเตอร์ (Velocity) และ ความเร็วเฉลี่ย (Average Velocity) คือ การกระจัดต่อหน่วยเวลา ความเร่ง (Acceleration) คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วต่อหน่วยเวลา ลักษณะของการเคลื่อนที่ในแนวตรง การเคลื่อนที่แบบความเร็วคงที่ (Uniform Motion) การเคลื่อนที่แบบเร่งคงที่ (Uniformly Accelerated Motion) เช่น การตกของวัตถุอย่างเสรี หรือการเคลื่อนที่ของรถที่เร่งความเร็วอย่างสม่ำเสมอ สมการการเคลื่อนที่ในแนวตรงภายใต้ความเร่งคงที่ 𝑣 = 𝑢 + 𝑎 𝑡 v=u+at 𝑠 = 𝑢 𝑡 + 1 2 𝑎 𝑡 2 s=ut+ 2 1 ​ at 2 𝑣 2 = 𝑢 2 + 2 𝑎 𝑠 v 2 =u 2 +2as โดยที่ 𝑢 u = ความเร็วต้น, 𝑣 v = ความเร็วปลาย, 𝑎 a = ความเร่ง, 𝑡 t = เวลา, 𝑠 s = การกระจัด การประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน ความเข้าใจเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในแนวตรงสามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์การเดินทางของยานพาหนะ การคำนวณระยะเบรกของรถ การตกของสิ่งของ และการออกแบบระบบขนส่งต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สรุป การศึกษาการเคลื่อนที่ในแนวตรงเป็นจุดเริ่มต้นของการเรียนรู้ฟิสิกส์แขนงกลศาสตร์ เพราะช่วยให้เราเข้าใจพื้นฐานของการเคลื่อนที่ซึ่งสามารถต่อยอดไปสู่การศึกษาการเคลื่อนที่ในแนวโค้ง การหมุน และการเคลื่อนที่แบบซับซ้อนในมิติอื่น ๆ ต่อไป