Straight-Line Motion at Constant Speed — Experiment 8
| t (s) | x (cm) | Δt (s) | Δx (cm) |
|---|
วัดตำแหน่งของรถบูลโดเซอร์ที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแต่ละช่วงเวลา เพื่อหาความเร็วเฉลี่ย และเปรียบเทียบความเร็วเมื่อถูกชะลอด้วยน้ำหนักลากที่แตกต่างกัน
วัตถุที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ในทิศทางเดียว และมี ความเร็วคงที่ (uniform motion) คือวัตถุที่เคลื่อนที่ได้ระยะทางเท่า ๆ กันในช่วงเวลาเท่า ๆ กัน
ถ้าวัตถุเดินทางได้ระยะ Δx (เมตร หรือ ซม.) ในเวลา Δt (วินาที) ความเร็วเฉลี่ยจะหาได้จาก
และเมื่อความเร็วคงที่ ตำแหน่ง x ในเวลา t ใด ๆ จะเป็น
รถ 2 คันเริ่มจากตำแหน่งเดียวกัน คันสีฟ้าวิ่งเร็วกว่า สังเกตว่า เส้นกราฟของรถเร็ว มีความชันมากกว่า เส้นกราฟของรถช้า
ในกราฟ position vs time แกน Y คือตำแหน่ง x (cm) แกน X คือเวลา t (s) ความชัน (slope) ของเส้นกราฟคือ
นั่นหมายความว่า: เส้นกราฟชันมาก = เร็วมาก และ เส้นกราฟชันน้อย = ช้า
เพราะ Δx = v · Δt ถ้า v คงที่ และ Δt เท่ากัน (เช่น 5 วินาที) ผลคูณก็ต้องเท่ากันเสมอ
ในการทดลองจริง เราพบว่า Δx ในแต่ละช่วงไม่เท่ากันเป๊ะ แต่ใกล้เคียงกัน นั่นเพราะ
หากค่า Δx แตกต่างกันมาก (เช่น 50, 80, 30 cm) แสดงว่ารถ ไม่ได้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ในการทดลองนั้น
เพราะ 2 จุด ใด ๆ บนระนาบ ลากเส้นตรงผ่านได้เสมอ เราจึงไม่สามารถบอกได้เลยว่าการเคลื่อนที่นั้นเป็นความเร็วคงที่จริงหรือไม่
เมื่อมี 3 จุดขึ้นไป เราสามารถดูได้ว่า: