Kinematic formulas เป็นกลุ่มของสมการว่าด้วยความสัมพันธ์ของตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุในสองมิติดังนี้
การใช้แผนภาพช่วยในการคำนวณ
รูปที่ 1 วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ |
สมมุติว่าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เมื่อนำมาสร้างเป็นแผนภาพจะได้ดังรูปที่ 1
เราทราบว่า
แสดงว่าพื้นที่ใต้กราฟระหว่าง velocity กับ time คือ การขจัดหรือระยะที่เคลื่อนที่ได้ (displacement)
ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วหรือเมื่อมีความเร่งจะได้แผนภาพดังรูปที่ 2
รูปที่ 2 วัตถุเคลื่อนที่เมื่อมีการเปลี่ยนความเร็ว |
เราก็ยังคงใช้หลักคิดนี้ได้เช่นกัน โดยที่ขนาดของระยะทางที่เคลื่อนที่ได้คือพื้นที่ของสี่เหลี่ยม (1) รวมกับ สามเหลี่ยน (2)
สมการที่ 1
รูปที่ 3 |
จะใช้หลักการหาพื้นที่จากแผนภาพมาช่วยแสดงการได้มาซึ่งสมการนี้ เนื่องจากเบื้องต้นนี้เราจะสนใจในกรณีที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ดังนั้นกราฟที่ได้ควรจะเป็นดังรูปที่ 3 เราสามารถหาขนาดของการขจัดได้จากการรวมพืันที่ของสี่เหลี่ยม 1 กับสามเหลี่ยม 2
** สมการนี้ใช้ได้เมื่อเราไม่ทราบขนาดของความเร่ง**
สมการที่ 2
เราทราบว่าเราสามารถคำนวณขนาดของความเร่งได้จากผลต่างของขนาดของความเร็วต่อเวลา
**ต้องไม่ลืมว่าเรากำลังอยู่ภายใต้เงื่อนไขว่าค่าความเร่งคงที่**
สมการที่ 3
พิจารณารูปที่ 3 และสมการที่ 1 ได้ว่า
เราทราบว่า เมื่อแทนเข้าไปในสมการ จะได้
** สมการนี้ใช้ได้เมื่อเราไม่ทราบขนาดของความเร็วสุดท้ายแต่ทราบค่าความเร่ง **
สมการที่ 4
เราทราบว่า
แทนค่า t ในสมการที่ 1
เอกสารอ้างอิง
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Equations_of_motion
[2] http://physicstube.co.nz/year-12/y12-mechanics/kinematic-equations-derived-video/
[3] http://zonalandeducation.com/mstm/physics/mechanics/kinematics/EquationsForAcceleratedMotion/Origins/Displacement/Origin.htm
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น