🎛 เทคนิคที่ใช้
⚙ ตัวแปรการทดลอง
📷 การตั้งค่ากล้อง Polaroid
📊 ตารางข้อมูล
| # | t (s) | x (cm) | Δx (cm) | v (m/s) | a (m/s²) |
|---|
Recording Motion with Strobe Photographs — Experiment 7
| # | t (s) | x (cm) | Δx (cm) | v (m/s) | a (m/s²) |
|---|
Strobe photography หรือการถ่ายภาพแบบ multiple-exposure คือเทคนิคบันทึกตำแหน่งของวัตถุที่เคลื่อนที่ หลาย ๆ ตำแหน่งลงบนฟิล์มแผ่นเดียว โดยการเปิดรับแสงเป็นช่วง ๆ ที่มีเวลาเท่ากัน
หากทราบ ช่วงเวลา (Δt) ระหว่างภาพแต่ละภาพ และ scale factor ระหว่างระยะในภาพกับระยะจริงบนไม้เมตร เราสามารถคำนวณ ความเร็ว และ ความเร่ง ของวัตถุได้
▲ ด้านบน = ความเร็วคงที่ (ภาพเว้นระยะเท่า ๆ กัน) | ด้านล่าง = ความเร่ง (ระยะห่างระหว่างภาพเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ)
Flash rate (f) คือจำนวนแฟลชต่อวินาที มีหน่วยเป็น เฮิรตซ์ (Hz) ช่วงเวลาระหว่างแฟลชคือ T = Δt = 1/f
การเลือก f: ถ้า f ต่ำไป ภาพจะได้น้อยจุด (วัดยาก) ถ้า f สูงไป ภาพจะซ้อนทับกันแยกไม่ออก โดยทั่วไปเลือกให้ได้ 5–10 จุด ตลอดเส้นทาง
ในการทดลองจริง ระยะที่เห็นบนภาพถ่าย ≠ ระยะจริง เพราะกล้องอยู่ห่างจากวัตถุ เราจึงต้องวาง ไม้เมตร (meter stick) ไว้ในแนวทางเดินของวัตถุ เพื่อเป็น reference
ข้อแนะนำจากเอกสาร: ในการถ่ายวัตถุที่เคลื่อนที่ 1.0 m กล้อง Polaroid ควรตั้งห่างประมาณ 1.4 m เพื่อให้เหตุการณ์ทั้งหมดอยู่ในกรอบ
เปิดชัตเตอร์ในห้องมืด แล้วใช้หลอดแฟลช Xenon ยิงแสงเป็นจังหวะสม่ำเสมอ เพื่อบันทึกตำแหน่งวัตถุบนฟิล์ม
ติดไฟกะพริบเล็ก ๆ ไว้บนตัววัตถุ ถ่ายในห้องมืดโดยเปิดชัตเตอร์ ให้ไฟกะพริบเป็นตัวสร้างจุดแสงบนฟิล์ม
ส่องแสงต่อเนื่องที่วัตถุ แล้วหมุน จานสโตรบ ที่มีช่องเรเดียล หน้าเลนส์กล้อง ทุกครั้งที่ช่องผ่านเลนส์ = 1 exposure
สมมติ flash rate = 10 Hz, บนภาพวัดระยะระหว่างภาพที่ 1→2 ได้ 2.0 cm, 2→3 ได้ 2.0 cm, 3→4 ได้ 2.0 cm
ถ้าวัดได้: Δx₁ = 2.0, Δx₂ = 2.5, Δx₃ = 3.0 cm ที่ f = 10 Hz