Page 38 - คู่มือนวัตกรรมการจัดการเรียนรู้ "การเคลื่อนที่แนวตรง" แบบผสมผสานด้วยสตีม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4
P. 38
8 สมกำรกำรเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง
LIVE
ื
ื
ี
ื
การเคล่อนท่ในแนวด่งหรือการตกอย่างอิสระเป็นการเคล่อนท่เน่องจากแรงโน้มถ่วง
ิ
ี
(gravitational force) ของโลก ซึ่งกาลิเลโอ นักวิทยาศาสตร์คนส�าคัญของโลก ได้ท�าการทดลอง
ี
ี
ื
ื
ื
ให้เห็นว่าวัตถุท่ตกลงสู่พ้นโลกอย่างอิสระ จะเคล่อนท่ด้วยความเร่งเน่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก
่
ี
�
(gravitational acceleration, g ) ทมีขนาดเท่ากน ต่อมาเซอร์ไอแซก นวตน ได้สังเกตว่าทาไม
ั
ั
ิ
ผลแอปเปิลจึงตกสู่พื้นดิน ท�าไมดวงจันทร์ไม่ลอยหลุดไปจากโลก นิวตันได้ท�าการศึกษาค้นคว้าจน
ในท่สุดก็สามารถพิสูจน์กฎของแรงดึงดูดระหว่างมวลได้ พบว่าโลกและดวงจันทร์ต่างมีแรงดึงดูดซ่ง ึ
ี
ื
ั
ื
ี
กันและกัน ผลแอปเปิลเม่อหลุดจากข้วจึงเคล่อนท่อย่างอิสระตามแรงโน้มถ่วงของโลก การตกอย่าง
อิสระนี้ วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว ซึ่งเรียกว่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก หรือ
2
g ซึ่งมีขนาด 9.8 เมตรต่อวินาที หรือใช้ในการค�านวณ g = 10 เมตรต่อวินาที 2
ภาพที่ 8.1 แสดงลักษณะการตกอย่างอิสระเนื่องจากแรง
โน้มถ่วงของโลก (ไม่คิดแรงต้านที่อากาศกระท�าต่อวัตถุ)
้
ื
ื
เม่อเราทดลองปล่อยวัตถุให้ตกลงสู่พนอย่างอิสระ เช่น การทดลองปล่อยถุงทรายจานวน
�
1 ถุง 2 ถุง และ 3 ถุง ตามล�าดับ พบว่า ถุงทรายเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเพิ่มขึ้น แสดงว่า ถุงทรายมี
ความเร่ง เมื่อพิจารณาจุดที่เกิดขึ้นบนแถบกระดาษ พบว่า ถุงทรายทั้งหมดไม่ว่าจะมีมวลมากหรือ
น้อยตกลงมาด้วยความเร่งเท่ากัน น่นคือ วัตถุเคล่อนท่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียว
ี
ื
ั
ถ้าไม่คิดแรงต้านที่อากาศกระทาต่อวัตถ เรียกว่า การตกอย่างอิสระ (free fall) หากเราปล่อย
ุ
�
วัตถุให้ตกจากท่สูงในระดับเดียวกัน จะตกลงถึงพ้นพร้อมกัน โดยมีทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก
ี
ื
(ทิศลงในแนวดิ่ง)
ึ
ี
ื
ความเร่งเน่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกจะมีค่าไม่เปล่ยนแปลงท่บริเวณหน่ง ไม่ว่าวัตถุน้น
ั
ี
ี
ี
�
่
ื
จะมีนาหนักมากกหรือน้อยก็ตาม เมอวัตถุมการตกอย่างอิสระวัตถุจะเคลื่อนท่ด้วยความเร่ง
้
ขนาดเท่ากัน
28 คู่มือ สาระการเรียนรู้ “การเคลื่อนที่แนวตรง” แบบสตีม
