🏓

Air Table Parabolas — Demo 02-05

จำลองการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์บนโต๊ะลมเอียง | ฟิสิกส์ ม.4–5

KP Science Simulation
ความเร็ว 1.0×
📐 มุมเอียงโต๊ะ (θ)
θ °
💡 Hint
🚀 การปล่อยลูกดิสก์
มุมปล่อย α (จากแนวระนาบโต๊ะ)
α °
ความเร็วต้น (v₀)
v₀ m/s
⏱ จุดบันทึกตำแหน่ง
ช่วงเวลาต่อจุด (Δt)
Δt s
★ Video ต้นฉบับใช้ Δt = 0.1 s
👁 แสดง
📊 ค่าวัด
ความเร่งประสิทธิผล
0.512
g_eff = g·sin θ  (m/s²)
⏱ เวลา (t)
0.00 s
↔ ระยะแนวนอน (x)
0.000 m
↑ ความสูง (y)
0.000 m
🔼 ความสูงสูงสุด (H)
— m
📏 ระยะพิสัย (R)
— m
⏳ เวลาบิน (T)
— s
🔢 จำนวนจุด (n)
0
🎨 สีเปรียบเทียบ
3° → g_eff ≈ 0.51
6° → g_eff ≈ 1.02
9° → g_eff ≈ 1.53
🎯 แนวคิดหลัก: โต๊ะลมเอียง = จำลองค่า g ที่ต่างออกไป

ถ้าเปลี่ยนค่า g ของโลกได้ การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์จะเปลี่ยนไปอย่างไร? โต๊ะลม (Air Table) ที่เอียงทำมุม θ กับแนวระดับสามารถจำลองสภาพแวดล้อมที่มี g ต่างกันได้จริง เพราะแรงโน้มถ่วงแตกออกเป็นสองส่วน — เฉพาะ g·sin θ ที่ออกฤทธิ์ตามแนวโต๊ะ

g g·sin θ (= g_eff) g·cos θ θ หลักการ เมื่อโต๊ะเอียง θ: ✓ g_eff = g·sin θ → ทำให้เกิดความเร่งตามแนวโต๊ะ ✓ g·cos θ → แรงปฏิกิริยาพื้นหักล้างหมด → ไม่มีความเร่งตั้งฉากโต๊ะ ∴ เหมือนโพรเจกไทล์ที่ g = g_eff
📐 สมการการเคลื่อนที่
ความเร่งประสิทธิผล
g_eff = g · sin θ
θ = 3°  → g_eff = 9.8 · sin 3° ≈ 0.512 m/s²  (≈ 5.2% ของ g โลก)
θ = 6°  → g_eff = 9.8 · sin 6° ≈ 1.024 m/s²  (≈ 10.4% ของ g โลก)
θ = 9°  → g_eff = 9.8 · sin 9° ≈ 1.532 m/s²  (≈ 15.6% ของ g โลก)
สมการตำแหน่งและความเร็ว (ระบบ 2 มิติบนโต๊ะ)
x(t) = v₀ · cos α · t
y(t) = v₀ · sin α · t − ½ · g_eff · t²
vₓ = v₀ · cos α   (คงที่ตลอดการเคลื่อนที่)
vᵧ(t) = v₀ · sin α − g_eff · t
ค่าสำคัญ (ปล่อยและลงระดับเดิม)
H_max = v₀² · sin²α / (2 · g_eff)
R = v₀² · sin(2α) / g_eff
T = 2 · v₀ · sin α / g_eff
สังเกต: เมื่อ g_eff เพิ่มขึ้น 2 เท่า → H, R, T ลดลงตามลำดับ
📊 เปรียบเทียบวิถีโค้ง 3°, 6°, 9° (v₀ = 1.2 m/s, α = 45°)
θg_eff (m/s²)เทียบ g โลกH_max (m)R (m)T (s)
3° 0.5125.2% 0.7032.8143.33
6° 1.02410.4% 0.3521.4071.66
9° 1.53215.6% 0.2350.9401.11

กฎข้อสังเกต: สำหรับมุมเล็ก (θ < 15°) เนื่องจาก sin θ ≈ θ (เรเดียน) ดังนั้น เมื่อเพิ่มมุมเป็น 2 เท่า (เช่น 3°→6°) ค่า g_eff จะเพิ่มขึ้น ~2 เท่า และระยะพิสัย R จะลดลง ~2 เท่าด้วย

จุดตำแหน่งที่บันทึกทุก Δt = 0.1 s แสดงให้เห็นว่าระยะห่างระหว่างจุดในแนวนอน เท่ากันทุกช่วง (ความเร็วในแนวนอนคงที่) ในขณะที่ระยะห่างในแนวตั้งเพิ่มขึ้นแบบสม่ำเสมอ (ความเร่งคงที่)