วัสดุการเคลื่อนที่ตรง
การเคลื่อนที่คือปรากฏการณ์ที่เราสังเกตเห็นอยู่เสมอในชีวิตประจำวัน สาขาของฟิสิกส์ที่ศึกษาการเคลื่อนที่เรียกว่า กลศาสตร์ สาขาของกลศาสตร์ที่กล่าวถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยไม่พิจารณาสาเหตุของการเคลื่อนที่เรียกว่าจลนศาสตร์ในทางกลับกัน สาขาของกลศาสตร์ที่กล่าวถึงสาเหตุของการเคลื่อนที่และอธิบายว่าทำไมวัตถุจึงเคลื่อนที่เช่นนั้นเรียกว่า พลศาสตร์ ในหัวข้อนี้ วัตถุที่เคลื่อนที่ทุกชิ้นจะถูกพิจารณาเสมือนเป็นอนุภาคหรือจุด (.) การพิจารณาวัตถุที่เคลื่อนที่ว่าเป็นจุดนั้นก็เพื่อให้การวิเคราะห์ง่ายขึ้น ลองนึกภาพว่าถ้าจุดเคลื่อนที่ในเส้นตรง วิถีการเคลื่อนที่ของมันก็จะเป็นเส้นตรง
กล่าวได้ว่าวัตถุเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงหากเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นเส้นตรง หากเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นเส้นโค้ง วัตถุจะไม่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง การเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งถือว่าเป็นอนุภาคเป็นการเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติสามารถเกิดขึ้นได้ในแนวนอน (ขนานกับแกน x) หรือในแนวตั้ง (ขนานกับแกน y)
ตัวอย่างคำถาม
1. ข้อสอบระดับชาติ ปี 2017
ดูรูปสิ!
ระยะทางที่ไกลที่สุดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในช่วงเวลาหนึ่ง…
ก. 0 วินาที ถึง 10 วินาที
ข. 10 ถึง 20 วินาที
ค. 20 ถึง 30 วินาที
ง. 30 ถึง 50 วินาที
ประมาณ 50 วินาที ถึง 70 วินาที
การอภิปราย
สูตรคำนวณระยะทาง:
s = vt
ระยะทาง = พื้นที่แรเงา
ระยะทางที่ไกลที่สุด = พื้นที่ที่มากที่สุด
A. ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100
B. (20-10)(10-0) + (½)(20-10)(20-10) = (10)(10) + ½ (10)(10) = 100 + (5)(10) = 100 + 50 = 150
C. (30-20)(10-0) = (10)(10) = 100
D. (50-30)(10-0) = (20)(10) = 200
อี (70-50)(10-0) + ½ (70-50)(30-10) = (20)(10) + ½ (20)(20) = 200 + (10)(20) = 200 + 200 = 400
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
2. ข้อสอบระดับชาติ ปี 2017
อนุภาคที่เคลื่อนที่ขึ้นด้านบนเป็นไปตามสมการ y = 8t – t² โดยที่ y และ t มีหน่วยเป็นเมตรและวินาที ตามลำดับ ความเร็วของวัตถุ ณ เวลา t = 2 วินาที คือ…
ก. 2 มิลลิวินาที-1
B. 4 มิลลิวินาที-1
C. 8 ms -1
ง. 12 ม. -1
E. 16 ms -1
การอภิปราย
y = 8t – t 2
v = 8 – 2t
ความเร็วของวัตถุ ณ เวลา t = 2 วินาที:
v = 8 – 2t = 8 – 2(2) = 8 – 4 = 4 ม./วินาที
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
3. ข้อสอบระดับชาติ SMA/MA ปี 2017
ลองดูตารางข้อมูลความเร็วของวัตถุทั้งสามต่อไปนี้!
จากตาราง สามารถสรุปได้ว่าวัตถุที่มีความเร่งมากที่สุดคือ...
ก. วัตถุ A สำหรับ t 1 – t 2
B. วัตถุ A สำหรับ t 2 – t 3
ค. วัตถุ B สำหรับ t 1 – t 2
D. วัตถุ C สำหรับ t 1 – t 2
E. วัตถุ C สำหรับ t 2 – t 3
การอภิปราย
วัตถุ A: ความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น 4 เมตร / วินาที ทุกๆ 2 วินาที หรือ 2 เมตร/วินาที ทุกๆ 1 วินาที = 2 เมตร/วินาที²
วัตถุ B: ความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น 5 เมตร/วินาที ทุกๆ 2 วินาที หรือ 2,5 เมตร/วินาที ทุกๆ 1 วินาที = 2,5 เมตร/ วินาที²
วัตถุ C: ความเร็วของวัตถุลดลง 2 เมตร / วินาที ทุกๆ 2 วินาที หรือ 1 เมตร/วินาที ทุกๆ 1 วินาที = -1 เมตร/วินาที²
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
