แรงและการเคลื่อนที่

แรงและการเคลื่อนที่ 

   1. เวกเตอร์ของแรง 

       แรง (force) หมายถึง สิ่งที่สามารถทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเคลื่อนที่หรือทำให้วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นหรือช้าลง หรือเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุได้

           ปริมาณทางฟิสิกส์ มี 2 ชนิด คือ

           1. ปริมาณเวกเตอร์ (vector quality) หมายถึง ปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง เช่น แรง ความเร็ว ความเร่ง โมเมนต์ โมเมนตัม น้ำหนัก เป็นต้น

           2. ปริมาณสเกลาร์ (scalar quality) หมายถึง ปริมาณที่มีแต่ขนาดอย่างเดียว ไม่มีทิศทาง เช่น เวลา พลังงาน ความยาว  อุณหภูมิ เวลา พื้นที่ ปริมาตร อัตราเร็ว เป็นต้น 

            การเขียนเวกเตอร์ของแรง

 การเขียนใช้ความยาวของส่วนเส้นตรงแทนขนาดของแรง และหัวลูกศรแสดงทิศทางของแรง 

 

2. การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ 

      2.1 การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง แบ่อ่านเพิ่มเติม

ความไม่แน่นอนในการวัด

ความไม่แน่นอนในการวัด

ในการวัดปริมาณต่างๆ ด้วยเครื่องมือ เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการทดลอง

ย่อมไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำโดยทั่วไปจะมีความผิดพลาด(Error) หรือ
ความคลาดเคลื่อนอยู่เสมอ

จากรูปอ่านค่าได้  0.1 cm คือ ค่าความคลาดเคลื่อน ที่มีทั้งค่าบวก และค่าลบ

ดังนั้นในการวัดหลายๆปริมาณความคลาดเคลื่อนก็ย่อมเพิ่มมากขึ้นด้วย
ดังนั้นเราจึงมีวิธีคำนวณหาความไม่แน่นอนในการวัดดังนี้  

         สมมติให้ความไม่แน่นอนเกิดจากสองปริ  อ่านเพิ่มเติม

การทดลองในวิชาฟิสิกส์

การทดลองในวิชาฟิสิกส์   

     การทดลองในวิชาฟิสิกส์ดังที่จะได้กระทำในบทเรียนต่างๆ ต่อไป แม้จะไม่ใช่ของใหม่การฝึกทำจะเป็นการฝึกฝนวิธีการทำการทดลอง ตามแนวที่เป็นที่ยอมรับในวงการฟิสิกส์ การทำการทดลองถือเป็นส่วนสำคัญในการฝึกทำและคิดหาเหตุผลอย่างวิทยาศาสตร์
    เป็นการยากที่จะวางกฎเกณฑ์แน่ชัดสำหรับการทดลองทุกๆอย่าง เนื่องจากในการทดลองแต่ละเรื่อง อาจมีลักษณะเฉเพาะที่ต่างๆกัน อย่างไรก็ตาม ในการทำการทดลองมักจะทำเพื่อตอบคำถามบางอย่างหรือเพื่อหาความจริงบางอย่าง (ซึ่งก็จะเป็นวัตถุประสงค์ของการทดลอง) เพื่อให้ได้คำตอบ ก็ต้องคิดหาวิธีการทดลองที่เหมาะสมและสอดคล้องกับอุปกรณ์ที่มี ทำการทดลองเพื่อให้ได้ข้อมูลต่างๆ วิเคราะห์จากข้อมูลเพื่อสรุปเป็ อ่านเพิ่มเติม

หลักการนับเลขนัยสำคัญ

หลักการนับเลขนัยสำคัญ

1.  ถ้าอยู่ในรูปจำนวนเลขทศนิยมให้เริ่มนับตัวเลขแรกที่เป็นเลขโดด (1 ถึง 9)  ตัวเลขถัดไปนับหมดทุกตัว เช่น  0.561,  5.02,  10.00,  0.50   มีจำนวนเลขนัยสำคัญ  3,  3,  2,   4  และ  2  ตัว ตามลำดับ
2. ถ้าวอยู่ในรูป   เมื่อ  (1  A  < 10)  และ  n  เป็นเลขจำนวนเต็ม ให้พิจารณาที่ค่า  A  เท่านั้นโดยใช้หลักเหมือนกับข้อ  1  โดยไม่ต้องคำนึงถึง n เช่น  ,   (หรือ ),  (หรือ ),   (หรือ )  มีเลขนัยสำคัญ 2, 2,  4  และ  2  ตัว ตามลำดับ
3. ถ้าอยู่ในรูปจำนวนเต็มให้นับหมดทุกตัวเช่น  16,  125,  5134,   60251  มีจำนวนเลขนัยสำคัญ  2,  3,    4, และ  5 ตามลำดับ แต่ถ้าเลขตัวท้าย ๆ  เป็นเลขศูนย์  ต้องจัดให้อยู่ในรูป     แล้วตอบตามรูปของการจัดเท่าที่เป็นไปได้  โดยมีความหมายเหมื อ่านเพิ่มเติม

ระบบหน่วยระหว่างชาติ

 การวัดปริมาณต่างๆทางด้านวิทยาศาสตร์นั้นนักวิทยาศาสตร์จะใช้ระบบหน่วยระหว่างชาติ (International System of Units) หรือ เรียกว่า ระบบ SI ซึ่งพัฒนามาจากระบบเมตริก เป็นระบบหน่วยมาตรฐานที่องค์กรระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO หรือ International Organization for Standardization) กำหนดขึนให้ทุกประเทศใช้เป็น มาตรฐานเพื่อให้การใช้หน่วยเป็นมาตรฐานเดียวกันทั่วโลกโดยเฉพาะในวงการวิทยาศาสตร์ระบบเอสไอเป็นระบบที่ใช้กันเกือบทั้งโลก มีเพียงสามประเทศที่ยังไม่ใช้หน่วยเอสไอเป็นมาตรฐานของหน่วยวัด ได้แก่ ไลบีเรีย พม่า และสหรัฐอเมริกา ระบบ SI ปร อ่านเพิ่มเติม

ค่าความคลาดเคลื่อน

ค่าความคลาดเคลื่อน

       1.การวัด (Measurements) การทดลองทางฟิสิกส์ต้องวัดปริมาณต่างๆ ทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง จากนั้นน ามาค านวณเพื่อ พิสูจน์หรือหาผลสรุป ดังนั้นหากผู้ทดลองวัดผิดพลาดจะส่งผลต่อความถูกต้องและความแม่นย าของ ผลการทดลองอย่างยิ่ง เนื่องจากปริมาณทางฟิสิกส์มีมากมาย ซึ่งแต่ละปริมาณจะใช้เครื่องมือวัดแตกต่างกันและมี วิธีใช้แตกต่างกัน ผู้ทดลองจึงต้องศึกษาชนิดและวิธีใช้เครื่องมือวัดแต่ละชนิดให้เข้าใจและใช้ให้ ถูกต้อง แต่เครื่องมือทุกชนิดจะมีหลักการวัดเหมือนกัน หลักการวัด มีดังนี้ 1.1 พิจารณาว่าเครื่องมือวัดชนิดนั้น ใช้วัดปริมาณฟิสิกส์ปริมาณอะไร ใช้หน่วยอะไร มีค า อุปสรรคหรือไม่ ถ้ามีค าอุปสรรคคืออะไร 1.2 พิจารณาสเกลของเครื่องมือวัด(กรณีเป็ อ่านเพิ่มเติม

ปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณเวกเตอร์
    ในหัวข้อนี้ เราจะกล่าวถึง เวกเตอร์ คือ อะไร หรือทำความเข้าใจกับ ปริมาณ เวกเตอร์ปริมาณสเกลาร์ และ การเท่ากันของเวกเตอร์ และยังมี วีดีโอ เรียนเรื่องเวกเตอร์ คือ
ซึ่งอธิบายความหมายของเวกเตอร์ และการเขียนเวกเตอร์
ก่อนที่เรา จะทำความเข้าใจ ถึงปริมาณเวกเตอร์เราควรเข้าใจในธรรมชาติกันก่อน
เมื่อเรากล่าวถึง สิ่งของต่าง ๆ จะมี ปริมาณ ที่มีขนาดอย่างเดียว
เช่น อุณหภูมิ (T) 20 °c T = 20 °c
ระยะท อ่านเพิ่มเติม

ปริมาณสเกลลาร์

ปริมาณสเกลลาร์  

คือ ปริมาณที่กำหนดแต่เพียงขนาดก็มึความหมาย  ตัวอย่างของปริมาณสเกลลาร์ ได้แก่ จำนวนนับของสิ่งของโดยทั่วไป   ระยะทาง  เวลา พื้นที่  งาน  พลังงาน  กระแสไฟฟ้า  เป็นต้น   การคำนวณปริมาณสเกลลาร์    สามารถดำเนินการ บวก ลบ คูณ หาร เหมือนกับการคำนวณในระบบจำนวนทั่ว ๆ ไป  จำนวน 0 ของปริมาณสเกลลาร์ เป็น 0 อ้างอิง ไม่ได้หมายความว่ามีค่าเป็นศูนย์จริง  เช่น อุณหภูมิ 0 เซลเซียส ไม่ได้หมายความว่าวัดอุณหภูมิไม่ได้  แต่กำหนดให้อุณหภูมิขณะนั้นเป็นศูนย์ และอุณหภูมิ -1 เซลเซียสเป็นอุณหภ อ่านเพิ่มเติม

ความเร็วและอัตราเร็ว

ในขณะที่วัตถุมีการเคลื่อนที่  ได้ระยะทางและการกระจัดในเวลาเดียวกัน  และต้องใช้เวลาในการเคลื่อนที่  จึงทำให้เกิดปริมาณสัมพันธ์ขึ้น  ปริมาณดังกล่าวคือ

อัตราเร็ว  คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นเปริมาณสเกลลาร์ หน่วยในระบบเอสไอ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที
ความเร็ว คือ ขนาดของการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ ใช้หน่วยเดียวกับอัตราเร็ว

สมการแสดงความสัมพันธ์ของอัตราเร็ว ระยะทาง และเวลาเป็นดังนี้
          ให้         เป็นค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว
                       เป็นระยะทางหรือการกระจัด
                        เป็นเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่
           สมการคือ                           (สมการที่ 1)                  

         อัตราเร็ว และความเร็ว เป็นปริมาณที่แสดงให้ทราบลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุ    ถ้าในทุก ๆ  หน่วยเวลาของการเคลื่อนที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยขนาดของอัตราเร็ว หรือ ความเร็วเท่ากันตลอดการเคลื่อ อ่านเพิ่มเติม

การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง

การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง  

       เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกอย่างอิสระภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียว การเคลื่อนที่ลักษณะนี้จะไม่คิดแรงต้านของอากาศ การตกอย่างอิสระวัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งค่าหนึ่ง เรียกว่า ความเร่งโน้มถ่วง (Gravitational acceleration) เขียนแทนด้วย g ซึ่งมีค่า g = 9.80665 m/s^2 แต่ใช้ค่าประมาณ 9.8 หรือ 10 m/s^2 ในการคำนวณ

สมการการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง

เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง คือ การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงแบบหนึ่งดังนั้นสมการในการคำนวณจึงเหมือนกับ สมการการเคลื่อนที่ในแนวราบเพียงแต่เปลี่อ่านเพิ่มเติม