ສູດການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ

ສູດການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ

ການນໍາສະເຫນີ

ການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກທີ່ອະທິບາຍເຖິງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸຕາມເສັ້ນຊື່ແນວຕັ້ງ, ບໍ່ວ່າຈະຂຶ້ນຫຼືລົງ. ແນວຄວາມຄິດນີ້ມີຄວາມສຳຄັນເພາະວ່າປະກົດການປະຈຳວັນຫຼາຍຢ່າງ, ເຊັ່ນ: ວັດຖຸຕົກລົງ ຫຼື ການຍິງຈະຫຼວດ, ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບສູດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ, ຫຼັກການພື້ນຖານ, ແລະ ໃຫ້ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່ເພື່ອຊີ້ແຈງແນວຄວາມຄິດ.

ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ

ການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຫຼັກຄື: ການຕົກຢ່າງເສລີ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງດ້ວຍຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ. ການເຄື່ອນທີ່ທັງສອງປະເພດແມ່ນຖືກຄວບຄຸມໂດຍກົດການເຄື່ອນທີ່ຂອງນິວຕັນ ແລະ ອິດທິພົນຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງໂລກ.

1. ການເຄື່ອນໄຫວຕົກຢ່າງເສລີ

ການຕົກແບບອິດສະຫຼະເກີດຂຶ້ນເມື່ອວັດຖຸຕົກຢູ່ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງພຽງຢ່າງດຽວ, ໂດຍບໍ່ມີຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ. ຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ (\(v_0\)) ໃນການຕົກແບບອິດສະຫຼະແມ່ນສູນ, ແລະຄວາມເລັ່ງທີ່ວັດຖຸປະສົບແມ່ນຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (\(g\)), ເຊິ່ງມີຄ່າປະມານ \(9.8 \, \text{m/s}^2\).

ສູດທີ່ໃຊ້ກັບການເຄື່ອນທີ່ຕົກຢ່າງເສລີແມ່ນ:
- ຄວາມໄວ (\(v\)) ຫຼັງຈາກເວລາທີ່ແນ່ນອນ (\(t\)):

\[ v = gt \]

- ໄລຍະທາງທີ່ເດີນທາງ (\(s\)) ຫຼັງຈາກເວລາທີ່ແນ່ນອນ (\(t\)):

\[ s = \frac{1}{2}gt^2 \]

- ຄວາມໄວ (\(v\)) ຫຼັງຈາກຕົກຈາກຄວາມສູງທີ່ແນ່ນອນ (\(h\)):

\[ v = \sqrt{2gh} \]

2. ການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງດ້ວຍຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ

ເມື່ອວັດຖຸຖືກໂຍນຂຶ້ນ ຫຼື ລົງດ້ວຍຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ (\(v_0\)), ການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງຂອງມັນຈະກາຍເປັນສະລັບສັບຊ້ອນຫຼາຍຂຶ້ນ, ແຕ່ຍັງສາມາດວິເຄາະໄດ້ໂດຍໃຊ້ຫຼັກການດຽວກັນກັບການເພີ່ມຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (\(g\)) ຍັງມີຜົນກະທົບຢູ່.

ສູດທີ່ໃຊ້ກັບການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງດ້ວຍຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນແມ່ນ:
- ຄວາມໄວ (\(v\)) ຫຼັງຈາກເວລາທີ່ແນ່ນອນ (\(t\)):

\[ v = v_0 – gt \]

- ໄລຍະທາງທີ່ເດີນທາງ (\(s\)) ຫຼັງຈາກເວລາທີ່ແນ່ນອນ (\(t\)):

\[ s = v_0 t – \frac{1}{2}gt^2 \]

- ຄວາມໄວ (v)) ທີ່ຄວາມສູງທີ່ແນ່ນອນ (h):

\[ v = \sqrt{v_0^2 – 2gh} \]

 ຕົວຢ່າງ Perhitungan

ເພື່ອເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດຂອງການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງໃຫ້ຊັດເຈນຂຶ້ນ, ໃຫ້ພວກເຮົາເບິ່ງຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່ບາງຢ່າງ.

ຕົວຢ່າງທີ 1: ການເຄື່ອນທີ່ຕົກຢ່າງເສລີ

ສົມມຸດວ່າບານຖືກຖິ້ມລົງຈາກຄວາມສູງ 20 ແມັດ. ພວກເຮົາຕ້ອງການກຳນົດເວລາທີ່ບານໃຊ້ເວລາໃນການຕົກເຖິງພື້ນດິນ ແລະ ຄວາມໄວຂອງບານເມື່ອມັນຕົກເຖິງພື້ນດິນ.

1. ເວລາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອໄປເຖິງພື້ນດິນ (\(t\)):

\[ s = \frac{1}{2}gt^2 \]
\[ 20 = \frac{1}{2} \ຄູນ 9.8 \ຄູນ t^2 \]
\[ 20 = 4.9t^2 \]
\[ t^2 = \frac{20}{4.9} \]
\[ t^2 = 4.08 \]
\[ t = {\sqrt{4.08}} \]
\[ t \ປະມານ 2.02 \, \text{ວິນາທີ} \]

2. ຄວາມໄວເມື່ອແຕະພື້ນດິນ (\(v\)):

\[ v = gt \]
\[ v = 9.8 \ຄູນ 2.02 \]
\[ v \ປະມານ 19.8 \, \text{m/s} \]

ດັ່ງນັ້ນ, ລູກບານຈະຕົກພື້ນດິນໃນເວລາປະມານ 2.02 ວິນາທີ ດ້ວຍຄວາມໄວປະມານ 19.8 ແມັດ/ວິນາທີ.

ຕົວຢ່າງທີ 2: ການເຄື່ອນທີ່ຕັ້ງດ້ວຍຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນຂຶ້ນເທິງ

ສົມມຸດວ່າກ້ອນຫີນຖືກໂຍນຂຶ້ນໄປດ້ວຍຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ 15 ແມັດ/ວິນາທີ. ພວກເຮົາຕ້ອງການກຳນົດຄວາມສູງສູງສຸດທີ່ກ້ອນຫີນບັນລຸໄດ້ ແລະ ເວລາທີ່ໃຊ້ເພື່ອບັນລຸຄວາມສູງນັ້ນ.

1. ຄວາມສູງສູງສຸດ (\(h\)):

ໃນລະດັບຄວາມສູງສູງສຸດ, ຄວາມໄວສຸດທ້າຍ (v) ແມ່ນສູນ:

\[ v = v_0 – gt \]
\[ 0 = 15 – 9.8t \]
\[ t = \frac{15}{9.8} \]
\[ t \ປະມານ 1.53 \, \text{ວິນາທີ} \]

2. ໄລຍະທາງທີ່ເດີນທາງ (ຄວາມສູງສູງສຸດ) (\(ຊມ\)):

\[ s = v_0 t – \frac{1}{2}gt^2 \]
\[ h = 15 \ຄູນ 1.53 – \frac{1}{2} \ຄູນ 9.8 \ຄູນ (1.53)^2 \]
\[ ຊົ່ວໂມງ = 22.95 – 11.45 \]
\[ h \ປະມານ 11.5 \, \text{meter} \]

ດັ່ງນັ້ນ, ຫີນດັ່ງກ່າວຈະສູງເຖິງປະມານ 11.5 ແມັດ ໃນເວລາປະມານ 1.53 ວິນາທີ.

ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງຂອງການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ

ການເຂົ້າໃຈການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນໃນຫຼາຍໆຂົງເຂດ, ລວມທັງ:

1. ວິສະວະກຳໂຍທາ ແລະ ສະຖາປັດຕະຍະກຳ

ໃນການກໍ່ສ້າງອາຄານສູງ ຫຼື ຂົວ, ວິສະວະກອນຈຳເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈວ່າວັດຖຸຈະຕົກລົງ ຫຼື ຖືກໂຍນລົງຈາກຄວາມສູງໃດໜຶ່ງແນວໃດ ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພຂອງຜູ້ອອກແຮງງານ ແລະ ຜູ້ໃຊ້ອາຄານ.

2. ໂອລາລາກາ

ໃນກິລາເຊັ່ນ: ກິລາບານເຕະ, ບານບ້ວງ, ແລະ ກິລາແລ່ນ ແລະ ແລ່ນ-ໂດດ, ການເຂົ້າໃຈການເຄື່ອນໄຫວແນວຕັ້ງສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ນັກກິລາປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້. ຕົວຢ່າງ, ຄູຝຶກສາມາດໃຊ້ຫຼັກການຂອງການເຄື່ອນໄຫວແນວຕັ້ງເພື່ອຝຶກນັກກິລາໃຫ້ໂຍນ ຫຼື ໂດດສູງຂຶ້ນ.

3. ການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການສຶກສາ

ການທົດລອງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງມັກຈະຖືກດຳເນີນໃນຫ້ອງຮຽນຟີຊິກເພື່ອສອນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ນັກຮຽນເຂົ້າໃຈວ່າວັດຖຸເຄື່ອນທີ່ແນວໃດພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ.

4. ເຕັກໂນໂລຊີອາວະກາດ

ໃນການຍິງຈະຫຼວດ, ການເຂົ້າໃຈການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການອອກແບບເສັ້ນທາງການບິນທີ່ດີທີ່ສຸດ. ວິສະວະກອນອາວະກາດໃຊ້ຫຼັກການຂອງການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຈະຫຼວດຈະຫຼວດຈະໄປຮອດວົງໂຄຈອນທີ່ຕ້ອງການ.

ສະຫຼຸບ

ການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸຕາມເສັ້ນຕັ້ງຊື່ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈສູດພື້ນຖານ ແລະ ຫຼັກການທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງ, ພວກເຮົາສາມາດວິເຄາະ ແລະ ຄາດຄະເນການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຕ່າງໆ. ຄວາມຮູ້ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ມີຄວາມສຳຄັນໃນທິດສະດີເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີການນຳໃຊ້ຕົວຈິງຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວິສະວະກຳ, ກິລາ, ການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີອາວະກາດ. ຜ່ານຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່, ພວກເຮົາສາມາດເຫັນວິທີການນຳໃຊ້ສູດເຫຼົ່ານີ້ໃນສະຖານະການຕົວຈິງ, ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈ ແລະ ນຳໃຊ້ແນວຄວາມຄິດຂອງການເຄື່ອນທີ່ແນວຕັ້ງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.