ข้ามไปยังเนื้อหา

A.1 · จลนศาสตร์

International Baccalaureate · IB Diploma · Physics · HL · หัวข้อ 1

ดูสไลด์ ฝึกฝน
1.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

ใบงานนี้ครอบคลุมหัวข้อ HL ที่เลือกไว้สำหรับหลักสูตรที่ประเมินครั้งแรกใน 2025; มันไม่ใช่ทั้ง syllabus

เงื่อนไขก่อนหน้า: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด, และใช้ arithmetic และเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง

The examples are original and fictional: they are not real measurements or real student investigations.

1.2

กราฟการเคลื่อนที่และการเร่ง

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

  • A speedometer gives a reading at one moment. A journey average can hide stops and rapid changes in speed.

สร้างโมเดล

  • การกระจัดมีทิศทาง; ระยะทางนับความยาวเส้นทางทั้งหมด
  • ความเร็ว คือการเปลี่ยนแปลงของการกระจัดต่อหน่วยเวลา
  • ความเร่ง คือการเปลี่ยนแปลงของความเร็วต่อหน่วยเวลา
  • ความเร็ว: อัตราการเปลี่ยนแปลงของการกระจัด
  • ความเร่ง: อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว
ความเร็วเทียบกับเวลา: เส้นตรงจาก 2 m/s ที่ 0 s ไปยัง 10 m/s ที่ 4 s
เส้น v–t แบบตรงหมายถึงความเร่งคงที่: a = (10 − 2) ÷ 4 = 2.0 m/s²

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

  • ความชันของกราฟการกระจัด-เวลา คือความเร็ว
  • พื้นที่ใต้กราฟความเร็ว-เวลา แสดงถึงการกระจัด
  • สูตรความเร่งคงที่ใช้ได้ก็ต่อเมื่อสมมติฐานนั้นถูกต้องเท่านั้น

ในห้องปฏิบัติการ: เลือกทิศทางบวกและระบุให้ชัดเจน ใช้ประตูแสงหรือวิดีโอที่มีสเกลและช่วงเวลาเฟรม Known สำหรับวัดการเคลื่อนที่ซ้ำได้ หลีกเลี่ยงการสันนิษฐานว่าการจับเวลาด้วยมือแม่นยำในช่วงเวลาสั้นมาก


เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

  • Known: velocity rises uniformly from 2 to 10 metres per second in 4 s. a = (v-u)/t. a = (10-2)/4 = 2 metres per second squared.
  • การกระจัดเป็นพื้นที่สี่เหลี่ยมคางหมู: s = (u+v)t/2 = (2+10)×4/2 = 24 เมตร

ลองทำเอง: ความเร็วเปลี่ยนจาก 3 เป็น 15 เมตรต่อวินาที ใน 6 วินาที หาความเร่ง


ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

  • ความเร็วติดลบบ่งบอกถึงทิศทางภายใต้หลักเครื่องหมายที่เลือกไว้ ไม่ได้หมายถึงการชะลอความเร็วเสมอไป

ไม่จริง: ความเร็วติดลบหมายความว่าวัตถุกำลังชะลอตัวเสมอ ความเร็วติดลบหมายถึงการเคลื่อนที่ในทิศทางตรงข้ามกับทิศทางบวกที่กำหนด วัตถุจะชะลอตัวก็ต่อเมื่อความเร่งมีทิศทางตรงข้ามกับความเร็ว; ความเร็วติดลบและความเร่งติดลบคือกำลังเร่งเร็วขึ้น

จุดสำคัญ:

  • การกระจัดมีทิศทาง; ระยะทางนับความยาวเส้นทางทั้งหมด
  • ความชันของกราฟการกระจัด-เวลา คือความเร็ว
  • ระวัง: ความเร็วติดบ่งบอกถึงทิศทางภายใต้ระบบเครื่องหมายที่เลือกไว้ ไม่ได้หมายถึงการชะลอตัวเสมอไป

เขียนสมการจากความเร่ง 6 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง

  • ความเร็วเปลี่ยนจาก 4 เป็น 22 เมตรต่อวินาทีใน 3 วินาที
  • หาความเร่งและการกระจัด ความเร็วติดลบหมายถึงทิศทางหนึ่ง

เขียนสมการจากความชันลบ 2

  • เส้น v–t ลดลงจาก 6 ถึง 0 เมตรต่อวินาที ในช่วง t = 0 ถึง t = 3 วินาที
  • ความชันคือ (0 − 6) ÷ 3 = −2 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง — การลดความเร็วแบบสม่ำเสมอเครื่องหมายนี้บ่งบอกเพียงทิศทางบวกที่เลือกไว้เท่านั้น

เขียนจากตำแหน่งสัมพัทธ์ 100 เมตร

  • วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 20 เมตรต่อวินาที เป็นเวลา 5 วินาที
  • ตำแหน่งสัมพัทธ์ = 20 × 5 = 100 เมตร และกราฟตำแหน่งสัมพัทธ์-เวลาเป็นเส้นตรงที่มีความชัน 20

เขียนจากความเร็วสุดท้ายติดลบ

  • วัตถุที่ +8 m s⁻¹ ช้าลงด้วยอัตรา 2 m s⁻² เป็นเวลา 6 วินาที
  • v = 8 − 12 = −4 m s⁻¹: วัตถุหยุดที่ t = 4 วินาที และเคลื่อนที่กลับทิศทาง — สูตรนี้สะท้อนทิศทางได้อย่างถูกต้อง
สำรวจ

Velocity–time: displacement and distance

$v=u+at;\quad s=ut+\frac12at^2$

Signed area gives displacement; total absolute area gives distance.

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
velocity/vəˈlɒsɪti/ ความเร็ว
acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ ความเร่ง

หัวข้อเพิ่มเติมใน International Baccalaureate · IB Diploma · Physics · HL

เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี

IGCSE, A-Level & AP