7 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับการเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอ
1. รถจักรยานยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ 10 เมตร/วินาที จงหาว่ารถจักรยานยนต์คันนี้เคลื่อนที่ไปได้ไกลแค่ไหนหลังจากผ่านไป 10 วินาที และ 60 วินาที
การอภิปราย
ความเร็วคงที่ = 10 เมตร/วินาที หรือ 10 เมตรต่อวินาที หมายความว่ารถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ 10 เมตรทุกๆ 1 วินาที
หลังจาก 2 วินาที รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ไปได้ 20 เมตร
หลังจาก 5 วินาที รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ไปได้ 50 เมตร
หลังจาก 10 วินาที รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ได้ 100 เมตร,
หลังจาก 60 วินาที รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ได้ 600 เมตร.
2. รถยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ในเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จงหาว่ารถยนต์คันนี้เคลื่อนที่ไปได้ไกลแค่ไหนหลังจากเคลื่อนที่ไปแล้ว 2 นาที และ 5 นาที
การอภิปราย
72 กม./ชม. = (72)(1000 เมตร) / 3600 วินาที = 72000 / 3600 วินาที = 20 เมตร/วินาที
ความเร็วคงที่ 20 เมตร/วินาที หมายความว่ารถเคลื่อนที่ได้ 20 เมตรทุกๆ 1 วินาที
หลังจาก 120 วินาที หรือ 2 นาที รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ได้ระยะทาง (20)(120) = 2400 เมตร,
หลังจาก 300 วินาที หรือ 5 นาที รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่ได้ระยะทาง (20)(300) = 6000 เมตร.
3. วัตถุเคลื่อนที่ในเส้นตรงเป็นระยะทาง 100 เมตร ทุกๆ 50 วินาที จงหาความเร็วของวัตถุ!
การอภิปราย
100 เมตร / 50 วินาที = 10 เมตร / 5 วินาที = 2 เมตร/วินาที.
4. ความเร็วของการเคลื่อนที่ของวัตถุตามกราฟด้านล่างคือ…
การอภิปราย
ความเร็ว = ระยะทาง / เวลา
ความเร็ว = 2 เมตร / 1 วินาที = 4 เมตร / 2 วินาที = 6 เมตร / 3 วินาที = 8 เมตร / 4 วินาที = 2 เมตร/วินาที.
5. รถยนต์ A และรถยนต์ B กำลังเคลื่อนที่เข้าหากันด้วยความเร็วคงที่บนทางตรง เมื่อระยะห่างระหว่างรถทั้งสองคันเป็น 100 เมตร รถยนต์ A กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 10 เมตร/วินาที และรถยนต์ B กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 40 เมตร/วินาที จงหา (ก) ระยะทางที่รถยนต์ A เคลื่อนที่ไปได้ก่อนที่จะแซงรถยนต์ B (ข) ช่วงเวลาที่รถยนต์ B เคลื่อนที่ไปได้ก่อนที่จะแซงรถยนต์ A
การอภิปราย
รถยนต์ A เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 10 เมตรต่อวินาที ซึ่งหมายความว่ารถยนต์ A เคลื่อนที่ได้ 10 เมตรทุกๆ 1 วินาที หลังจาก 2 วินาที รถยนต์คัน A เคลื่อนที่ไปได้ระยะทางหนึ่ง 20 เมตร.
รถ B เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 40 เมตรต่อวินาที ซึ่งหมายความว่ารถ A เคลื่อนที่ได้ 40 เมตรทุกๆ 1 วินาที หลังจาก 2 วินาที รถยนต์คัน B เคลื่อนที่ไปได้ระยะทางหนึ่ง 80 เมตร.
20 เมตร + 80 เมตร = 100 เมตร.
(ก) ระยะทางที่รถ A วิ่งได้ก่อนจะแซงรถ B คือ 20 เมตรระยะทางที่รถ B แล่นไปก่อนที่จะแซงรถ A คือ 80 เมตร.
(b) ช่วงเวลาที่รถ B จะวิ่งผ่านรถ A คือ 2 วินาทีช่วงเวลาห่างระหว่างรถ A กับรถ B คือ 2 วินาที
6. ตารางต่อไปนี้แสดงระยะทางและเวลาในการเดินทางของวัตถุ!
นักเรียนคนหนึ่งทำการทดลองเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุสองชิ้นจำนวนสามครั้ง ดังแสดงในตารางข้างต้น ประเภทของการเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้นกับวัตถุชิ้นที่ 1 และ 2 ตามลำดับ คือ...
ก. GLB และ GLBB ทำงานช้าลง
B. GLB และ GLBB แบบเร่งรัด
ค. GLBB และ GLB แบบเร่งความเร็ว
D. GLBB และ GLB ที่ชะลอตัวลง
การอภิปราย
รายการที่ 1:
วี = ส / ที
คำอธิบาย: v = ความเร็ว, s = ระยะทาง, t = เวลา
v = 60/15 = 4 ซม./วินาที
v = 80/20 = 4 ซม./วินาที
v = 100/25 = 4 ซม./วินาที
ความเร็วของวัตถุคงที่ = การเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอ (GLB)
รายการที่ 2:
วี = ส / ที
คำอธิบาย: v = ความเร็ว, s = ระยะทาง, t = เวลา
v = 4/2 = 2 ซม./วินาที
v = 9/3 = 3 ซม./วินาที
v = 25/5 = 5 ซม./วินาที
ความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น = การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ (GLBB)
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
7. นายพรานคนหนึ่งกำลังขับรถไล่กวาง รถวิ่งด้วยความเร็ว 72 กม./ชม. และกวางวิ่งด้วยความเร็ว 64,8 กม./ชม. เมื่อระยะห่างระหว่างรถกับกวางเป็น 202 เมตร นายพรานจึงยิงปืนไรเฟิล กระสุนออกจากลำกล้องปืนด้วยความเร็ว 200 เมตร/วินาที กระสุนกระทบกวางหลังจากเวลา….
- 0,5 วินาที
- 1 วินาที
- 1,25 วินาที
- 1,5 วินาที
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความเร็วรถ (v)b) = 72 กม./ชม. = (72)(1000 ม.) / 3600 วินาที = 20 ม./วินาที
ความเร็วของกวาง (v)r) = 64,8 กม./ชม. = (64,8)(1000 ม.) / 3600 วินาที = 64800 ม. / 3600 วินาที = 18 ม./วินาที
เมื่อยิงปืน ระยะห่างระหว่างรถกับกวางเท่ากับ 202 เมตร
ความเร็วของกระสุน (v)p) = 20 ม./วินาที + 200 ม./วินาที = 220 ม./วินาที
ปืนถูกถือโดยนักล่าที่อยู่ในรถซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 20 เมตร/วินาที ดังนั้นความเร็วของกระสุนจึงถูกบวกเข้ากับความเร็วของรถด้วย
ถาม: กระสุนปืนโดนกวางหลังจากเวลาผ่านไปช่วงหนึ่ง...
คำตอบ :
สมมติว่ารถยนต์และกวางกำลังเคลื่อนที่ไปในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่
สูตรความเร็ว: v = s / t หรือ s = vt
คำอธิบายสูตร: v = ความเร็ว, s = ระยะทาง, t = เวลา
ระยะทางที่กวางเดินทาง = 202 + Xr = 202 + vr t = 202 + 18 t
ระยะกระสุน = Yp = vp t = 220 t
เมื่อกระสุนปืนกระทบกวาง ระยะทางที่กระสุนปืนเคลื่อนที่ไปจะเท่ากับระยะทางที่กวางเคลื่อนที่ไป
ระยะทางที่กวางวิ่ง = ระยะทางที่กระสุนปืนวิ่ง
202 + 18 t = 220 t
202 = 220 ตัน – 18 ตัน
202 = 202 ตัน
เสื้อ = 202 / 202
t = 1 วินาที
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
คำถามเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ตรงสม่ำเสมอ
1. รถจักรยานยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ 12 เมตร/วินาที จงหาว่ารถจักรยานยนต์คันนี้เคลื่อนที่ไปได้ไกลแค่ไหนหลังจากผ่านไป 4 วินาที และ 7 วินาที
2. รถยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ในเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ 36 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จงหาว่ารถยนต์คันนี้เคลื่อนที่ไปได้ไกลแค่ไหนหลังจากเคลื่อนที่ไปแล้ว 3 นาที และ 8 นาที
3. วัตถุเคลื่อนที่ในเส้นตรงเป็นระยะทาง 200 เมตร ทุกๆ 50 วินาที จงหาความเร็วของวัตถุ!
4. ความเร็วของการเคลื่อนที่ของวัตถุตามกราฟด้านล่างคือ…
5. รถยนต์ A และรถยนต์ B กำลังเคลื่อนที่เข้าหากันด้วยความเร็วคงที่บนทางตรง เมื่อระยะห่างระหว่างรถทั้งสองคันเป็น 120 เมตร รถยนต์ A กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 20 เมตร/วินาที และรถยนต์ B กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 40 เมตร/วินาที จงหา (ก) ระยะทางที่รถยนต์ A เคลื่อนที่ไปได้ก่อนที่จะแซงรถยนต์ B (ข) ช่วงเวลาที่รถยนต์ B เคลื่อนที่ไปได้ก่อนที่จะแซงรถยนต์ A
[ภาษาอังกฤษ : ความเร็วคงที่ – ปัญหาและวิธีแก้ไข]
