สรุปการบรรยายเรื่องกลศาสตร์คลาสสิก (Classical Mechanics)

แนะนำกลศาสตร์

• กลศาสตร์ (Mechanics) คือ การอธิบายปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของวัตถุ
• แบ่งเป็น 2 ส่วนหลัก:
  • จนศาสตร์ (Kinematics): การศึกษาการเคลื่อนที่ โดยพิจารณาความเร็ว ความเร่ง และเวลา
  • พลศาสตร์ (Dynamics): การศึกษาสาเหตุที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ เช่น แรง (Force), โมเมนตัม (Momentum), พลังงาน (Energy), งาน (Work), และกำลัง (Power)

ประเภทการเคลื่อนที่

• การเคลื่อนที่สามารถเกิดขึ้นได้ใน 3 มิติ, 2 มิติ และ 1 มิติ
• ตัวอย่าง:
  • การเคลื่อนที่ใน 1 มิติ เช่น ลูกบอลที่กลิ้ง
  • การเคลื่อนที่ใน 2 มิติ เช่น เส้นโค้ง

การจำแนกปริมาณการเคลื่อนที่

ระยะทาง (Distance) กับ การกระจัด (Displacement)

• ระยะทาง: ผลรวมของการเคลื่อนที่ทั้งหมด ไม่สนใจทิศทาง
• การกระจัด: แตกต่างจากระยะทาง เพราะพิจารณาจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด
• ตัวอย่างการคำนวณระยะทางและการกระจัด:
  • A -> B = 20 เมตร
  • B -> C = 10 เมตร
  • C -> D = 40 เมตร
  • D -> E = 40 เมตร
  • E -> F = 20 เมตร
  • ระยะทางทั้งหมด = 170 เมตร
  • การกระจัดจาก A ถึง F = 90 เมตร

อัตราเร็วเฉลี่ย (Average Speed) และ ความเร็วเฉลี่ย (Average Velocity)

• อัตราเร็วเฉลี่ย:
  • คำนวณจากระยะทางทั้งหมดหารด้วยเวลาทั้งหมด
  • อัตราเร็วเฉลี่ย = ระยะทาง / เวลา
• ความเร็วเฉลี่ย:
  • คำนวณจากการกระจัดหารด้วยเวลาที่เปลี่ยนไป
  • ความเร็วเฉลี่ย = การกระจัด / เวลา

การคำนวณความเร็วเฉลี่ย

• ตัวอย่าง:
  • นักวิ่ง A วิ่งจาก A ไป B ด้วยความเร็ว 8 เมตร/วินาที (100 เมตร)
  • นักวิ่ง A วิ่งจาก B ไป C ด้วยความเร็ว 5 เมตร/วินาที (200 เมตร)
  • ความเร็วเฉลี่ย = ระยะทางทั้งหมด / เวลาทั้งหมด

การหาความเร็ว ณ ขณะใด

• การใช้อนุพันธ์ (Differentiation) เพื่อหาความเร็ว ณ ขณะใดขณะหนึ่ง

• ตัวอย่างการหาความเร็ว ณ t = 2.5 วินาที

  • v(t) = -4 + 4t
  • แทนค่า t = 2.5

สรุป

• ความเร็วเฉลี่ยและความเร็ว ณ ขณะใดไม่เท่ากัน
• อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางและขนาดของปริมาณการเคลื่อนที่
• การพิจารณาทักษะการคำนวณและความเข้าใจในแง่ของสถานการณ์ทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง