การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 218.3K views



การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ (projectile) เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุอย่างอิสระ โดยมีแรงกระทำเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกเพียงแรงเดียวเท่านั้น โดยเริ่มต้นวัตถุต้องมีความเร็วเริ่มต้นในแนวระดับ ส่วนความเร็วเริ่มต้นในแนวดิ่งจะมีหรือไม่ก็ได้ ทำให้วัตถุเคลื่อนที่วิถีโค้งแบบพาราโบลา (parabola) เช่น การทิ้งวัตถุจากเครื่องบิน การขว้างวัตถุออกไปในอากาศ ยิงลูกกระสุนหรือลูกธนูไปยังเป้า เป็นต้น

ภาพ : shutterstock.com

เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ เป็นการเคลื่อนที่ในสนามแรงโน้มถ่วงของโลก คล้ายกับการตกแบบเสรีของวัตถุ จึงมีการทดลองปล่อยวัตถุให้ตกแบบเสรี และดีดวัตถุออกไปในแนวระดับ ณ ตำแหน่งความสูงเดียวกัน เพื่อเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสอง พบว่า

 

1. วัตถุที่ตกในแนวดิ่งมีการกระจัดในแนวดิ่งเพียงแนวเดียว วัตถุที่ถูกดีดมีการกระจัดทั้งในแนวดิ่ง และแนวระดับ

2. ในช่วงเวลาเดียวกัน วัตถุทั้งสองมีการกระจัดในแนวดิ่งเท่ากัน เพราะตกถึงพื้นพร้อมกัน

3. วัตถุทั้งสองถูกแรงดึงดูดของโลกกระทำเพียงแรงเดียว มีความเร่งในแนวดิ่งเท่ากัน คือ g (ทิศลงในแนวดิ่ง)

4. วัตถุที่ตกในแนวดิ่งเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง วัตถุที่ถูกดีดเคลื่อนที่เป็นทางโค้งในระนาบดิ่งแบบพาราโบลา เรียกว่า การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์

 

เงื่อนไขการเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์

การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ 2 แนวพร้อมกัน คือ แนวระดับ และ แนวดิ่ง ซึ่งพบว่า ความเร็วเริ่มต้นทางแนวระดับ ไม่มีผลต่อการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง โดยดูจากการตกของวัตถุที่ปล่อย และวัตถุที่ถูกดีด ถ้าดีดแรงตกไกล ดีดเบาตกใกล้ แต่จะตกถึงพื้นพร้อมกับวัตถุที่ปล่อยให้ตกในแนวดิ่ง ณ จุดเริ่มต้นเดียวกัน แสดงว่า การเคลื่อนที่ในแนวระดับ ไม่มีผลต่อการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง

ภาพ : shutterstock.com

 

ในการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ของวัตถุ ระยะทางที่เคลื่อนที่ได้ในแนวระดับ ขึ้นอยู่กับขนาดความเร็วต้น และมุมที่วัถตุเคลื่อนที่ออกไป กีฬาหลายประเภทที่ใช้ความรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์ เพื่อให้ได้ระยะทางในแนวระดับไกลมากที่สุด เช่น กระโดดไกล พุ่งแหลน ทุ่มน้ำหนัก เป็นต้น

 

เรียบเรียงโดย : ปิตุพร พิมพาเพชร