กิจกรรม17-21มกราคม

 ตอบ3  กราฟที่ได้จะไม่เป็นเส้นตรง  เนื่องจากอัตราเร็วแต่ละช่วงมีค่าต่างกัน ทำให้ค่าความชันของกราฟต่างกัน
     ถ้าอัตราเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น กราฟจะเป็นเส้นโค้งขึ้น เพราะค่าความชันของกราฟเพิ่มขึ้น        ถ้าอัตราเร็วลดลง เส้นกราฟจะเป็นเส้นโค้งลง
       ตารางแสดงเวลาและระยะทางของวัตถุที่มีความเร็วเพิ่มขึ้น

เวลาระยะทาง
00
11
24
38

           ตารางแสดงเวลากับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ลดลง

เวลาระยะทาง
00
17
210
311

ตอบ2
1. แรง
ในชีวิตประจำวัน ทุกคนออกแรงกระทำต่อวัตถุต่างๆกัน เช่น ดันประตู หิ้วกระเป๋า ยกหนังสือ เข็นรถ เป็นต้น การออกแรงดังกล่าวจะบอกขนาดของแรงว่ามากหรือน้อย มักใช้ความรู้สึกเข้าช่วย เช่น รู้สึกว่ายกหนังสือออกแรงน้อยกว่าเข็นรถ การบอกขนาดของแรงดังกล่าวจะได้ข้อมูลไม่เที่ยงตรง ส่วนการบอกขนาดของแรงในทางฟิสิกส์นั้นจะบอกจากผลของแรง ได้แก่ มวลวัตถุ และการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุ เพราะแรงสามารถทำให้วัตถุเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ได้(โดยกำหนดให้ขนาดของแรง 1 นิวตันคือ ขนาดแรงที่ทำให้มวล 1 กิโลกรัมเคลื่อนที่ไปตามแนวแรงด้วยความในการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากขึ้น โดยเร่งความเร็ว จำเป็นต้องใช้ พลังงานในระดับหนึ่ง(ดังนั้นต้องใช้พลังงาน อย่างมากในการขับดัน ความเร่งให้มีความเร็ว เท่ากับแสง)สำหรับความเร็ว ที่ต่ำกว่าแสง จากทฤษฎีสัมพันธภาพเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว สูงมากๆเทียบเท่ากับ ความเร็วแสง การเพิ่มพลังงานให้กับวัตถุ เพื่อให้มีความเร็วเพิ่มขึ้น จะมีผลน้อยมาก เมื่อเทียบกับ วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำหรือกล่าวอีก นัยหนึ่งคือในขณะที่ จรวดเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง จะต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมากในการเพิ่มความเร็วให้กับจรวด ซึ่งจะเพิ่มความเร็วได้เพียง เล็กน้อยเท่านั้น ถ้าจรวดเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 95% ของความเร็วแสง จะต้องใช้พลังงานจำนวน มหาศาลในการเพิ่มความเร็ว ของจรวดให้เคลือนที่ได้ 96% ของความเร็วแสง ดังนั้น ความพยายามที่จะเคลื่อนที่ ด้วยความเร็วเท่ากับแสง จะต้องใช้พลังงานจำนวน มากมายมหาศาล อย่างไม่จำกัด หรือพูด ง่ายๆ ก็คือ เราไม่สามารถ เดินทางด้วยความเร็วเท่ากับแสงได้นั่นเ
ตอบ3
                    ฮาร์มอนิก ( Harmonic ) คือส่วนประกอบในรูปสัญญาณคลื่นไซน์ (Sine wave) ของสัญญาณหรือปริมาณเป็นคาบใดๆ
               ซึ่งมีความถี่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่หลักมูล     ( Fundamental Frequency ในระบบไฟฟ้า เรามีค่าเท่ากับ 50 Hz)
               เช่นฮาร์มอนิกลำดับที่ 3 มีค่าความถี่เป็น 150Hz และฮาร์มอนิกลำดับที่ 5 มีค่าความถี่เป็น 250Hz ฯ แสดงดังรูปที่1



รูปที่1 ฮาร์มอนิกที่ลำดับต่างๆ
                   
ตอบ2
จากกฎของนิวตัน
(1)
เป็นความเร่ง หรือ เขียนในรูปอนุพันธ์กำลังสองของ เมื่อ เป็นการขจัดที่วัดตามแนวโค้งและเขียนได้ในรูปของความยาวเชือก และมุม ดังนี้
(2)
แทนสมการ(21) ลงในสมการ (20)
(3)
จากรูปแรง สามารถแยกออกเป็นสองแรงที่ตั้งฉากกัน โดยแรง เป็นแรงที่ดึงมวล กลับสู่ตำแหน่งสมดุล และแรง เท่ากับแรงตึงเชือก ซึ่งทำให้เชือกมีความยาวเท่าเดิมไม่มีการเคลื่อนที่ในแนวเดียวกับความยาวเชือก
(4)
สมการ(21) แทนลงในสมการ (23)
(5)
เมื่อมุม เป็นมุมเล็ก ๆ สามารถประมาณได้ว่า
(6)
แทนในสมการจะได้ สมการการเคลื่อนที่ของการแกว่งลูกตุ้มอย่างง่าย
(7)
สังเกตว่าสมการ (26) มีรูปแบบคล้ายกับสมการความเร่ง สมการที่ (4) โดยที่ เป็นการขจัด และ
โดยที่คำตอบของสมการ(26) คือ
เมื่อ ระยะขจัด (Displacement) ของวัตถุจากจุดสมดุล (มีหน่วยเป็นเรเดียน radian หรือองศา)
แอมปลิจูด (Amplitude) หรือระยะขจัดสูงสุด (มีหน่วยเป็นเรเดียน radian หรือองศา)
ความถี่เชิงมุม (Angular frequency) (มีหน่วยเป็น radian/s)
ค่าคงที่เฟส (Phase constant) (มีหน่วยเป็น radian)
สำหรับคาบ หาได้จาก
(8)
เมื่อแทนค่า จากสมการที่ (9) ลงไปในสมการที่ (11) จะได้
(9)
ความถี่ หาได้จากส่วนกลับของคาบ
(10)
เมื่อแทนค่า จากสมการที่ (28) ลงไปในสมการที่ (29) จะได้
(11)
ข้อสังเกต* 1. การทดลองลูกตุ้มอย่างง่ายสามารถทำการวัดค่า g ของโลกได้
2. ถ้ามุมการแกว่งกว้าง จะไม่ถือว่าเป็นการแกว่งแบบซิมเปิลฮาร์โมนิค บางครั้งถ้ามุมการแกว่งไม่กว้างเกินไตอบ4 (อังกฤษ: acceleration, สัญลักษณ์: a) คือ อัตราการเปลี่ยนแปลง (หรืออนุพันธ์เวลา) ของความเร็ว เป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีหน่วยเป็น ความยาว/เวลา² ในหน่วยเอสไอกำหนดให้หน่วยเป็น เมตร/วินาที²
เมื่อวัตถุมีความเร่งในช่วงเวลาหนึ่ง ความเร็วของมันจะเปลี่ยนแปลงไป ความเร่งอาจมีค่าเป็นบวกหรือลบก็ได้ ซึ่งเรามักว่าเรียกความเร่ง กับ ความ หน่วง ตามลำดับ ความเร่งมีนิยามว่า "อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุในช่วงเวลาหนึ่ง"
ตอบ3
การเคลื่อนที่แบบโปรเจกไตล์(Motion of a Projectile) คือการเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นแนวโค้ง
ในกรณีที่วัตถุเคลื่อนที่อย่างเสรีด้วยแรงโน้มถ่วงคงที่ เช่น วัตถุเคลื่อนที่ไปในอากาศภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ทางเดินของวัตถุจะเป็นรูปพาราโบลา
ข้อควรจำ
สำหรับการเคลื่อนที่แบบโปรเจกไตล
1) ความเร่งในแนวระดับ (แกน x) = ศูนย์ นั่นคือ vx = คงที่ = ux ไม่ว่าวัตถุจะอยู่ที่ตรงไหนก็ตาม
พิสูจน์ ไม่มีแรงในแนวแกน X กระทำที่วัตถุ
จาก Fx = max
O = max
ax = 0
จาก vx = ux + axt; ได้ vx = ux
2) ความเร่งในแนวดิ่ง (แกน Y ) = g
พิสูจน์ มีแรงกระทำที่วัตถุคือ w = mg ในทิศดิ่งลงตามแกน Y
จาก Fy = may
mg = may
ay = g ทิศดิ่งลง
3) เวลาที่วัตถุใช้เคลื่อนที่ตามแนวโค้ง = เวลาที่เงาของวัตถุใช้เคลื่อนที่ตามแนวแกน X = เวลาที่เงาของวัตถุใช้เคลื่อนที่ตามแนวแกน Y
ตามรูปข้างบน สมมุติวัตถุวิ่งจาก O ไปตามทางโค้ง (เส้นประ) ถึง A (ทางโค้ง OA)
เงาทางแกน X จะวิ่งจาก O ไปถึง B
เงาทางแกน Y จะวิ่งจาก O ไปถึง C
ดังนั้น tOA = tOB = tOC
4) ความเร็ว v ณ จุดใด ๆ จะมีทิศสัมผัสกับเส้นทางเดิน (เส้นประ) ณ จุดนั้น และ
(1) หาขนาดของ v โดยใช้สูตร
เมื่อ vx = ux = ความเร็วในแนวแกน X
vy = ความเร็วในแกน Y
(2) ทิศทางของ v หาได้โดยสูตร
เมื่อ x = มุมที่ v ทำกับแกน X
5) ณ จุดสูงสุด
vx = ux
vy = 0
หมายเหตุ บางทีเราเรียกวัตถุที่เคลื่อนที่แบบโปรเจกไตล์ว่า "โปรเจกไตล์" และเราเรียกการเคลื่อนที่นี้ว่า การเคลื่อนที่ของโปรเจกไตล
วิธีคำนวณ
1) ตั้งแกน X ให้อยู่ในแนวระดับ และแกน Y อยู่ในแนวดิ่ง โดยจุดกำเนิด (origin) ต้องอยู่ที่จุดเริ่มต้น
2) แตกเวกเตอร์ทุกค่าคือ ความเร็ว ระยะทาง ให้อยู่ในแนวแกน X และ Y
3) คิดทางแกน X มีสูตรเดียว เพราะ ตอบ1

ดวงจันทร์ เป็นดาวบริวารเพียงดวงเดียวของโลก จัดเป็นดาวบริวารขนาดใหญ่ลำดับที่ 5 ในระบบสุริยะ มีระยะห่างจากโลกเฉลี่ยนับจากศูนย์กลางถึงศูนย์กลางประมาณ 384,403 กิโลเมตร เทียบเท่ากับ 30 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก จุดศูนย์กลางมวลร่วมของระบบตั้งอยู่ที่ตำแหน่ง 1700 กิโลเมตรใต้ผิวโลก หรือประมาณ 1 ใน 4 ของรัศมีของโลก ดวงจันทร์โคจรรอบโลกในเวลาประมาณ 27.3 วัน[nb 1] เมื่อเปรียบเทียบการแปรคาบโคจรตามมาตรภูมิศาสตร์ระหว่างโลก-ดวงจันทร์-ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดเป็นเฟสของดวงจันทร์ ซึ่งจะซ้ำรอบทุกๆ ช่วง 29.5 วัน[nb 2] (เรียกวตอบ3       เป็นมุมที่จุดศูนย์กลางที่รองรับความยาวส่วนโค้งของวงกลมที่เคลื่อนที่ในเวลา  1 วินาที อัตราเร็วเชิงมุมเป็นปริมาณตอบ4

ประจุไฟฟ้า มี 2 ชนิด คือ ประจุไฟฟ้าบวก แทนด้วยเครื่องหมาย +  และประจุไฟฟ้าลบ  แทนด้วยเครื่องหมาย  -


ประจุบวกที่มีขนาดเล็กที่สุดคือ โปรตอน มีประจุ +1.6 x 10-19 C มีมวล 1.67 x 10-27 kg
ประจุลบที่มีขนาดเล็กที่สุดคือ อิเลคตรอน มีประจุ -1.6 x 10-19 C มีมวล 9.1 x 10-31 kg
โปรตอนมีประจุไฟฟ้าเท่ากับอิเลคตรอนแต่เป็นชนิดตรงกันข้าม และมีมวลมากว่าอิเลคตรอน ประมาณ 1800 เท่า
โดยในสภาวะปกติอะตอมจะเป็นกลางทางไฟฟ้า  คือมีจำนวนประจุไฟฟ้าบวกเท่ากับจำนวนประจุไฟฟ้าลบ

วัตถุโดยทั่วไป แบ่งได้ 2 ชนิด คือ
        ตัวนำ  หมายถึงวัตถุที่สามารถนำไฟฟ้าได้ ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านวัตถุนี้ได้
        ฉนวน หมายถึงวัตถุที่ไม่ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้ ถ้าเราให้ประจุแก่ฉนวนประจุนั้นจะอยู่นิ่งกับที่ไม่เคลื่อนที่ไปไหน
     การทำให้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้ามีอำนาจทางไฟฟ้า ทำได้ 3 วิธี ดังนี้

1. การขัดสีหรือการถู  เกิดจากการนำวัตถุ 2 ชนิดมาขัดสี หรือถูกัน จะทำให้มีการถ่ายเทของประจุไฟฟ้า(อิเลคตรอน)ระหว่างวัตถุทั้งสอง วัตถุใดสูญเสียอิเลคตรอนไปวัตถุนั้นจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก  ส่วนวัตถุที่ได้รับอิเลค ตรอนมา จะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ   ในการขัดสีหรือถู จำนวนประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนวัตถุทั้งสองมีขนาดเท่ากัน แต่มีประจุไฟฟ้าเป็นชนิดตรงข้าม
ดูภาพการเกิดประจุจากการขัดส
   
   2. การแตะหรือสัมผัส  โดยการนำวัตถุที่มีอำนาจทางไฟฟ้าไปแตะหรือสัมผัสกับวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า  ทำให้มีการถ่ายเทของอิเลคตรอน จนกระทั่งวัตถุทั้งสองมีศักดิ์ไฟฟ้าเท่ากันจึงหยุดการถ่ายเท   หลังการสัมผัสหรือการแตะจะทำให้วัตถุซึ่งเดิมเป็นกลางจะมีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกับประจุไฟฟ้าของวัตถุที่นำมาแตะ  โดยขนาดของประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า(เดิม)จะมีค่าเท่ากับขนาดประจุไฟฟ้าที่ลดลงของวัตถุที่นำมาแตะ
    3. โดยการเหนี่ยวนำ  โดยการนำวัตถุซึ่งมีประจุไฟฟ้าเข้าไปใกล้ ๆ วัตถุที่เป็นกลาง(แต่ไม่แตะ)จะทำให้ เกิดการเหนี่ยวนำให้ประจุไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุที่เป็นกลางเกิดการจัดเรียงตัวใหม่ เนื่องจากแรงทางคูลอมบ์ เป็นผลทำให้วัตถุที่เป็นกลางจะมีประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น  

 หมายเหตุ    การเหนี่ยวนำไม่ทำให้ประจุไฟฟ้าของวัตถุที่มาเหนี่ยวนำลดลง


1 ความคิดเห็น: