8 คำถามเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในแนวตรง
1. โปรดให้ความสนใจกับข้อความต่อไปนี้!
1. คนเดินเท้ากำลังข้ามถนนโดยใช้ทางม้าลาย
2. แมววิ่งไล่หนู
3. มะม่วงสุกร่วงจากต้น
4. ลูกเทนนิสถูกปล่อยบนพื้นเอียง
ข้อความข้างต้นประกอบด้วย การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ (GLBB) เป็น …
ก. 1 และ 2
ข. 1 และ 3
ค. 2 และ 4
ง. 3 และ 4
การอภิปราย
การเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งสม่ำเสมอ (GLBB) คือการเคลื่อนที่ที่มีความเร่งคงที่ ตัวอย่างเช่น วัตถุอยู่นิ่งในตอนเริ่มต้น จากนั้นหลังจาก 1 วินาที มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1 เมตร/วินาที จากนั้นหลังจาก 2 วินาที มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 เมตร/วินาที จากนั้นหลังจาก 3 วินาที มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3 เมตร/วินาที ดังนั้นความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น 1 เมตร/วินาที ต่อวินาที หรือวัตถุมีความเร่ง 1 เมตร/วินาที²2ตัวอย่างของการเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งสม่ำเสมอ ได้แก่ มะม่วงสุกที่ร่วงจากต้น และลูกเทนนิสที่ถูกปล่อยบนพื้นเอียง
ผลมะม่วงสุกร่วงจากต้นและเคลื่อนที่แบบอิสระด้วยความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคงที่ที่ 9,8 เมตร/วินาที²2นั่นหมายความว่าหลังจาก 1 วินาที ความเร็วของมะม่วงจะเพิ่มขึ้น 9,8 เมตร/วินาที ทุกๆ 1 วินาที หลังจากตกลงมา 1 วินาที ความเร็วของมะม่วงจะเท่ากับ 9,8 เมตร/วินาที หลังจากตกลงมา 2 วินาที ความเร็วของมะม่วงจะเท่ากับ 2 x 9,8 เมตร/วินาที = 19,6 เมตร/วินาที และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป
ลูกเทนนิสที่ถูกปล่อยบนพื้นเอียงก็เคลื่อนที่ด้วยความเร่งโน้มถ่วงคงที่เช่นกัน แต่ค่าความเร่งนั้นน้อยกว่า 9,8 เมตร/วินาที²2 เพราะมันขึ้นอยู่กับความลาดชันของกระดานด้วย
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
2. นี่คือผลลัพธ์จากการพิมพ์ข้อมูลด้วยเครื่องจับเวลาในการทดลองการเคลื่อนที่! การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบสม่ำเสมอและการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอแสดงอยู่ในรูปที่... ตามลำดับ
ก. 1 และ 2
ข. 1 และ 4
ค. 2 และ 3
ง. 3 และ 4
การอภิปราย
Tickertimer จะสร้างจุดข้อมูลหนึ่งจุดทุกๆ 1 วินาที ดังนั้นระยะเวลาจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งจึงเท่ากัน คือ 1 วินาที
ถ้าระยะห่างระหว่างแต่ละจุดเท่ากันเสมอ ความเร็วของวัตถุจะคงที่ (การเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอ)
ถ้าระยะห่างระหว่างแต่ละจุดใกล้กันมากขึ้น ความเร็วของวัตถุจะลดลง (การเคลื่อนที่เชิงเส้นที่เปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอจะช้าลง)
ถ้าระยะห่างระหว่างแต่ละจุดมากขึ้น ความเร็วของวัตถุจะมากขึ้น (การเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งสม่ำเสมอ)
จากภาพและคำอธิบายข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า:
รูปที่ 1: การเคลื่อนที่ตรงด้วยความเร็วสม่ำเสมอ
รูปที่ 2: การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ
รูปที่ 3: การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วและลดความเร็วอย่างสม่ำเสมอ
รูปที่ 4: การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ
ดังนั้น การเคลื่อนที่ตรงด้วยความสม่ำเสมอแสดงอยู่ในรูปที่ 1 และการเคลื่อนที่ตรงด้วยความเร่งสม่ำเสมอแสดงอยู่ในรูปที่ 4
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
3. ดูผลลัพธ์จากตัวจับเวลาในการทดลองด้านล่างสิ! อันไหนคือการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีความเร่งสม่ำเสมอ?
การอภิปราย
Tickertimer จะสร้างจุดข้อมูลหนึ่งจุดทุก ๆ วินาที ดังนั้นช่วงเวลาจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งจึงใช้ระยะเวลาเท่ากัน คือหนึ่งวินาที
ถ้าระยะห่างระหว่างแต่ละจุดเท่ากันเสมอ ความเร็วของวัตถุจะคงที่ (การเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอ)
ถ้าระยะห่างระหว่างแต่ละจุดใกล้กันมากขึ้น ความเร็วของวัตถุจะลดลง (การเคลื่อนที่เชิงเส้นที่เปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอจะช้าลง)
ถ้าระยะห่างระหว่างแต่ละจุดมากขึ้น ความเร็วของวัตถุจะมากขึ้น (การเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งสม่ำเสมอ)
จากภาพและคำอธิบายข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า:
รูป ก: การเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งสม่ำเสมอ
รูปภาพ B: การเคลื่อนที่เชิงเส้นที่เร่งความเร็วสม่ำเสมอจะชะลอความเร็วลง จากนั้นจึงเร่งความเร็วขึ้นอีกครั้ง
รูปที่ C: การเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งสม่ำเสมอ
รูปที่ D: การเคลื่อนที่ตรงอย่างสม่ำเสมอ
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
4. ดังภาพต่อไปนี้ เด็กคนหนึ่งกำลังกลิ้งไปข้างหน้าบนถนนโดยไม่ได้ปั่นจักรยาน
ลักษณะการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ (GLBB) ที่เกิดขึ้นกับจักรยานขณะเคลื่อนที่ไปตามราง...
การอภิปราย
AB = จักรยานเคลื่อนที่ไปข้างหน้าไม่ใช่เพราะการปั่น แต่เพราะมันได้รับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอย่างคงที่ จักรยานได้รับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอย่างคงที่ หมายความว่าความเร็วของมันเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากแรงโน้มถ่วงดึงมันลงมา ดังนั้นการเคลื่อนที่นี้จึงเป็น ตัวอย่างของการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ (GLBB).
CD = เมื่อเคลื่อนที่จาก C ไป D จักรยานจะประสบกับความหน่วงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคงที่ ความหน่วงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคงที่หมายความว่าความเร็วของจักรยานลดลงอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากแรงโน้มถ่วงดึงมันลงมา ดังนั้นการเคลื่อนที่นี้จึงเป็นตัวอย่างของการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ (GLBB) พร้อมกับความหน่วง
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
5. กราฟที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางและเวลาในการเคลื่อนที่เส้นตรงด้วยความเร็วคงที่คือ...
การอภิปราย
คำอธิบายกราฟ: s = ระยะทาง, t = เวลา
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
6. วัตถุเคลื่อนที่ได้ 60 เมตร ในเวลา 5 นาที จงคำนวณความเร็วของวัตถุในระบบหน่วยสากล!
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ระบบหน่วยสากลสำหรับเวลาใช้หน่วยเป็นวินาที ไม่ใช่นาที ดังนั้นจึงต้องแปลงนาทีเป็นวินาที
ช่วงเวลา (t) = 5 นาที = 5 (60 วินาที) = 300 วินาที
ระยะทาง (วินาที) = 60 เมตร
ถาม: ความเร็ว (v)
คำตอบ :
สูตรความเร็ว:
วี = ส / ที
v = 60 เมตร / 300 วินาที
v = 0,2 เมตร/วินาที
ดังนั้น ความเร็วของวัตถุในระบบหน่วยสากลคือ 0,2 เมตร/วินาที เมตรเป็นหน่วยวัดระยะทางในระบบหน่วยสากล ในขณะที่วินาทีเป็นหน่วยวัดเวลาในระบบหน่วยสากล
7. ต่อไปนี้เป็นรูปแบบหนึ่งของการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีความเร่งสม่ำเสมอ...
ก. รถไฟที่กำลังเคลื่อนที่
B. รถที่จอดอยู่
ค. คนที่ยังคงวิ่งต่อไป
ง. มะพร้าวที่ร่วงจากต้นไม้
การอภิปราย
การเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเร่งความเร็วสม่ำเสมอ คือการเคลื่อนที่ที่มีทิศทางคงที่ โดยเส้นทางการเคลื่อนที่นั้นเป็นเส้นตรง และความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น ถ้าความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น 2 เมตร/วินาที ทุกๆ 1 วินาที หลังจาก 2 วินาที ความเร็วของวัตถุจะกลายเป็น 4 เมตร/วินาที หลังจาก 3 วินาที ความเร็วของวัตถุจะกลายเป็น 6 เมตร/วินาที และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ในกรณีนี้ วัตถุจะมีความเร่งคงที่ 2 เมตร/วินาที² ต่อวินาที หรือ 2 เมตร/วินาที²2.
ก. รถไฟที่กำลังเคลื่อนที่นั้นมีความเร็วและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นจึงไม่ใช่การเคลื่อนที่แบบเส้นตรงสม่ำเสมอ
B. รถที่จอดอยู่ไม่ถือว่ากำลังเคลื่อนที่ เพราะรถหยุดนิ่งอยู่กับที่
ค. คนที่วิ่งอย่างสม่ำเสมอ หากพวกเขามีทิศทางและความเร็วคงที่ พวกเขาก็กำลังเคลื่อนที่แบบเส้นตรงสม่ำเสมอ
D. ลูกมะพร้าวที่ตกลงมาจากต้นไม้มีทิศทางคงที่ และความเร็วของมันเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วยความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 9,8 เมตร/วินาที²2นั่นหมายความว่าความเร็วของมะพร้าวจะเพิ่มขึ้น 9,8 เมตร/วินาที ทุกๆ 1 วินาที หลังจาก 2 วินาที ความเร็วของมะพร้าวจะกลายเป็น 19,6 เมตร/วินาที หลังจาก 3 วินาที ความเร็วของมะพร้าวจะกลายเป็น 29,4 เมตร/วินาที และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
8. ลองสังเกตเหตุการณ์ต่อไปนี้ในชีวิตประจำวันดูสิ!
1. ลูกบอลกลิ้งลงมาตามพื้นเอียงที่ลื่น
2. คนคนหนึ่งขี่จักรยานลงเนินโดยไม่ปั่น
3. ขว้างลูกเบสบอลขึ้นไปในแนวดิ่งจนถึงจุดสูงสุด
เหตุการณ์นี้ ซึ่งเป็นตัวอย่างของ GLBB ที่เร่งรัด แสดงโดยตัวเลข…..
ก. (1) และ (2)
B. (1) และ (3)
C. (2) และ (4)
ง. (3) และ (4)
การอภิปราย
1. ลูกบอลกลิ้งลงมาตามพื้นเอียง
นี่เป็นตัวอย่างของการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีความเร่งสม่ำเสมอ โดยลูกบอลกลิ้งลงเนื่องจากความเร่งโน้มถ่วงคงที่
2. คนคนหนึ่งขี่จักรยานลงเนินโดยไม่ปั่น
นี่เป็นตัวอย่างของการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีความเร่งสม่ำเสมอ โดยที่จักรยานเคลื่อนที่ลงเนื่องจากความเร่งโน้มถ่วงคงที่
3. ขว้างลูกเบสบอลขึ้นไปในแนวดิ่งจนถึงจุดสูงสุด
นี่เป็นตัวอย่างของการเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง โดยที่ลูกบอลจะประสบกับความหน่วงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอย่างต่อเนื่อง ความหน่วงนี้ (ความเร็วที่ลดลง) ทำให้ลูกบอลหยุดที่ความสูงสูงสุดก่อนที่จะตกลงสู่พื้นผิวโลก
4. ลูกปิงปองกลิ้งบนทราย
นี่ไม่ใช่ตัวอย่างของการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีความเร่งสม่ำเสมอ
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
