น้อง ๆ ม.ปลาย ที่เรียนฟิสิกส์พาร์ทกลศาสตร์แล้วรู้สึกว่ายังไม่เข้าใจเลยเพราะสูตรตีกันในหัวเต็มไปหมด พี่ ๆ ATHOME ได้ทำการสรุปย่อและรวบรวมสูตรต่าง ๆ ที่ต้องใช้ในแต่ละบทมาให้แล้วนะคะ น้อง ๆ สามารถอ่านแล้วทำความเข้าใจได้ด้วยตนเอง พร้อมตะลุยโจทย์ตัวอย่างที่พี่ ๆ นำฝากไปพร้อมกันได้เลย
การเคลื่อนที่แนวตรง แนวราบ สรุปสูตรทั้งหมด
สูตรฟิสิกส์ การเคลื่อนที่แนวตรง
( ใส่รูป 1 )
ตัวอย่างโจทย์ : การเคลื่อนที่กรณีความเร็วคงที่ (ไม่มีความเร่ง)
( ใส่รูป 2 )
ตัวอย่างโจทย์ : การเคลื่อนที่กรณีมีความเร่งเป็นค่าคงตัว
( ใส่รูป 3 )
การเคลื่อนที่แนวดิ่ง สรุปสูตรทั้งหมด
สูตรฟิสิกส์ การเคลื่อนที่แนวดิ่ง
( ใส่รูป 4 )
ตัวอย่างโจทย์ : การเคลื่อนที่แนวดิ่งภายใต้แรงโน้มถ่วง
( ใส่รูป 5 )
การเคลื่อนที่แบบวงกลม สรุปสูตรทั้งหมด
สูตรการเคลื่อนที่แบบวงกลม
( ใส่รูป 6 )
ตัวอย่างโจทย์ : วงกลมระนาบระดับ
- วัตถุมวล m เคลื่อนที่วงกลมด้วยอัตราเร็วสม่ำเสมอ รัศมี R
( ใส่รูป 7 )
ความชันของกราฟ การคำนวณกราฟ
- กราฟการกระจัดกับเวลา (กราฟระยะทางกับเวลา)
หาปริมาณต่าง ๆ ได้ดังนี้
- อัตราเร็วเฉลี่ย
สมการ Vav = ระยะทางต่อเวลา
- ความเร็วเฉลี่ย
สมการ Vav = การกระจัดต่อเวลา
หรือ Vav = ความชันกราฟ
2. กราฟความเร็วกับเวลา (กราฟอัตราเร็วกับเวลา)
( ใส่รูป 8 )
หาปริมาณต่าง ๆ ต่อไปนี้
- ความเร่งเฉลี่ย
สมการ a = ความเร็วที่เปลี่ยนต่อเวลา
หรือ a = ความชันกราฟ
- การกระจัด
สมการ s = ความเร็วเฉลี่ยคูณเวลา
หรือ s = พื้นที่ใต้กราฟ
- ความเร็วเฉลี่ย
สมการ Vav = การกระจัดต่อเวลา
หรือ Vav = พื้นที่ใต้กราฟต่อเวลา
- ระยะทาง
สมการ s = อัตราเร็วเฉลี่ยคูณเวลา
หรือ s = พื้นที่ใต้กราฟ
- อัตราเร็วเฉลี่ย
สมการ Vav = ระยะทางต่อเวลา
หรือ Vav = พื้นที่ใต้กราฟต่อเวลา
3. กราฟความเร่งกับเวลา
( ใส่รูป 9 )
หาปริมาณต่าง ๆ ได้ดังนี้
- ความเร็วที่เปลี่ยน
สมการ v-u = ความเร่งคูณเวลา
หรือ v-u = พื้นที่ใต้กราฟ
- ระยะทางหรือการกระจัด
ให้เปลี่ยนกราฟ a-t เป็นกราฟ v-t แล้วคำนวณพื้นที่ใต้กราฟ
วิธีการหางานจากพื้นที่ใต้กราฟ
วิธีหางาน จากพื้นที่ใต้กราฟ หาได้ดังนี้
- กรณีแรงกระทำคงตัว
เมื่อมีแรงคงตัวมากระทำวัตถุ แล้วทำให้วัตถุนั้นเคลื่อนที่ตามแนวแรงที่มากระทำ กราฟระหว่างขนาดของแรงที่กระทำต่อวัตถุกับขนาดของการกระจัดตามแนวแรงจะมีลักษณะดังนี้
( ใส่รูป 10 )
กราฟระหว่างขนาดของแรงที่กระทำต่อวัตถุกับขนาดของการกระจัดตามแนวแรงจะขนานกับแกน x เมื่อหาพื้นที่ใต้กราฟในส่วนที่แรเงา จะได้ดังนี้
พื้นที่ใต้กราฟ = กว้าง x ยาว
= FS
จะเห็นได้ว่า พื้นที่ใต้กราฟจะมีค่าเท่ากับงานของแรงคงตัวที่กระทำต่อวัตถุในระยะกระจัด s ดังนี้
จาก w = FScos ; = 0o
w = FS
ซึ่งมีค่าเท่ากับพื้นที่ใต้กราฟนั่นเอง
- กรณีแรงกระทำเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ
เมื่อสปริงเกิดการยืดหรือหดตัวจากสภาพปกติจะทำให้เกิดแรงในตัวสปริง โดยขนาดของแรงจะแปรผันตามระยะยืดและหดของสปริง กำหนดให้สปริงมีความยาว L0 เมื่อถูกดึงหรืออัดด้วยแรงที่มีขนาด F จะทำให้สปริงยืดออกและหดตัวเป็นระยะเท่ากับ x ดังรูป
( ใส่รูป 11 )
แรงที่ดึงสปริงให้ยืดออกในทิศเดียวกับการยืดออกของสปริง โดยแรงมีขนาดเพิ่มขึ้นอย่างคงตัวจาก 0 ถึง F นิวตัน และทำให้สปริงยืดออกไปโดยมีการกระจัด x เมตร กราฟความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของแรง
กับระยะยืด x จะมีลักษณะดังรูป
เมื่อหาพื้นที่ใต้กราฟ จะได้
พื้นที่ใต้กราฟ = ½ x ฐาน x สูง
= ½ FX
- กรณีแรงกระทำมีขนาดไม่สม่ำเสมอ
กรณีแรงไม่คงตัวจะหางานด้วยสมการที่กล่าวมาข้างต้นไม่ได้เพราะว่าสมการดังกล่าวจะใช้ได้กับแรงที่คงตัวเท่านั้น แต่สามารถหาค่างานได้จากพื้นที่ใต้กราฟ โดยแบ่งพื้นที่ใต้กราฟออกเป็นแถบสี่เหลี่ยมผืนผ้าเล็ก ๆ โดยให้ s มีขนาดเล็กมากพอที่จะกล่าวได้ว่า แรง F1 มีขนาดคงตัวตลอดช่วง s1 นั้น ๆ และสมมติว่า F1 กับ s1 อยู่ในแนวเดียวกันตลอด
( ใส่รูป 12 )
w = s0i=0i=n Fi si
w = 0s FdS
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
สูตรเยอะ ท่องยังไงก็จะไม่ได้ ทำยังไง
การจะจำสูตรได้นั้นไม่ได้เกิดจากการท่องเพียงอย่างเดียว เพราะมันจะเป็นความจำที่ไร้ความเข้าใจ วิธีที่ทำให้สูตรฝังเข้าหัวคือการทำโจทย์พื้นฐานที่ทำให้เราได้เลือกใช้สูตรต่าง ๆ ได้ครบถ้วน เมื่อทำจนชำนาญแล้วนั้นจะทำให้จำสูตรได้มากขึ้น
ทำโจทย์ไม่ได้ แก้ยังไง
การจะทำโจทย์ได้นั้นต้องเข้าใจทฤษฎีให้แม่น จากนั้นค่อยนำสูตรต่าง ๆ มาประยุกต์ใช้กับแต่ละโจทย์ ถ้าไม่เข้าใจอีกให้อ่านเฉลยอย่างละเอียดและย้อนกลับไปดูเนื้อหาที่ยังไม่แม่น
สูตรฟิสิกส์ของการเคลื่อนที่ ในหลักสูตรม.ปลาย ค่อนข้างเป็นเนื้อหาที่ต้องอาศัยความจำและความเข้าใจอย่างลึกซึ้ง เพราะถ้าน้อง ๆ จำได้แต่สูตรแต่ไม่เข้าใจว่าใช้งานอย่างไรแบบนี้ไม่ทำให้น้องเข้าใจบทเรียนอย่างแท้จริง น้อง ๆ ควรอ่านทฤษฎีให้เข้าใจและไม่กลัวการทำโจทย์ เมื่อทำโจทย์ที่หลากหลายแล้วจะทำให้เริ่มจำสูตรได้มากขึ้นด้วยนะคะ
