ชุดกิจกรรม การเรียนรู้ รายวิชาฟิสิกส์ เรื่อง การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย
ลูกตุ้มอย่างง่าย (Simple Pendulum) ประกอบด้วยมวลขนาดเล็กแขวนด้วยเชือกที่มีมวลน้อยมาก โดยปลายอีกด้านหนึ่งยึดอยู่กับจุดตรึง เมื่อดึงมวลออกจากตำแหน่งสมดุลแล้วปล่อย มวลจะแกว่งกลับไปกลับมา
สำหรับมุมแกว่งขนาดเล็กประมาณไม่เกิน 10∘10^\circ การเคลื่อนที่สามารถประมาณเป็น การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion: SHM) ได้
การทดลองลูกตุ้มอย่างง่ายศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง ความยาวเชือก LL กับ คาบการแกว่ง TT โดยกำหนดมุมเริ่มต้นให้มีขนาดเล็ก และวัดเวลาการแกว่งหลายรอบเพื่อนำมาคำนวณคาบ สมการสำคัญคือ T=2πL/gT=2\pi\sqrt{L/g} แสดงว่าคาบแปรผันตามรากที่สองของความยาวเชือก เมื่อนำ T2T^2 มาเขียนกราฟกับ LL จะได้ความสัมพันธ์เชิงเส้น ซึ่งสามารถใช้ความชันคำนวณค่าความเร่งโน้มถ่วง gg ได้ การทดลองยังช่วยให้เข้าใจว่ามวลของลูกตุ้มไม่มีผลต่อคาบภายใต้เงื่อนไขอุดมคติ และมุมแกว่งควรมีขนาดเล็กเพื่อให้สอดคล้องกับ SHM
การทดลองนี้ศึกษาผลของ มวล mm และ ค่าคงที่สปริง kk ที่มีต่อคาบการสั่นของระบบมวลติดสปริง
เมื่อเพิ่มมวล โดยให้ kk คงที่ คาบจะเพิ่มขึ้นตาม m\sqrt{m} แต่เมื่อเพิ่มค่าคงที่สปริง โดยให้มวลคงที่ คาบจะลดลง การทดลองสามารถตรวจสอบความสัมพันธ์ได้จากกราฟ ซึ่งควรเป็นเส้นตรง ผลการทดลองช่วยให้เข้าใจว่า มวลที่มากขึ้นทำให้ระบบสั่นช้าลง ส่วนสปริงที่แข็งขึ้นทำให้ระบบสั่นเร็วขึ้น
การทดลองนี้ศึกษาการสั่นของมวลติดสปริงบนพื้นราบ โดยเลือกมวล 3 ชนิด และปรับระดับ แรงเสียดทาน เพื่อสังเกตผลต่อการเคลื่อนที่ เมื่อไม่มีหรือมีแรงเสียดทานน้อย ระบบจะสั่นต่อเนื่องใกล้เคียงการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย แต่เมื่อเพิ่มแรงเสียดทาน แอมพลิจูดจะลดลงตามเวลา เกิดเป็น การสั่นแบบหน่วง (Damped Oscillation) หากแรงเสียดทานมากขึ้น การสั่นจะลดลงเร็วขึ้น และในที่สุดมวลจะหยุดที่ตำแหน่งสมดุล การทดลองช่วยให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างมวล แรงเสียดทาน แอมพลิจูด และพฤติกรรมการสั่นของระบบจริง.
Filter by Group type
Filter by Total Members number
ชุดกิจกรรม การเรียนรู้ รายวิชาฟิสิกส์ เรื่อง การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย
ชุดกิจกรรม การเรียนรู้ รายวิชาฟิสิกส์ เรื่อง การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย
ชุดกิจกรรม การเรียนรู้ รายวิชาฟิสิกส์ เรื่อง การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย
ลูกตุ้มอย่างง่าย (Simple Pendulum) ประกอบด้วยมวลขนาดเล็กแขวนด้วยเชือกที่มีมวลน้อยมาก โดยปลายอีกด้านหนึ่งยึดอยู่กับจุดตรึง เมื่อดึงมวลออกจากตำแหน่งสมดุลแล้วปล่อย มวลจะแกว่งกลับไปกลับมา
สำหรับมุมแกว่งขนาดเล็กประมาณไม่เกิน 10∘10^\circ การเคลื่อนที่สามารถประมาณเป็น การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion: SHM) ได้
https://script.google.com/macros/s/AKfycbxSi5z0THspi9ErkRw8zWaam-3xlQJ0cFEnSSDLY6H3_EBz7aA_XqKxypLkSaWJhmK9Tg/execตอนที่ 1 เชือกแขวนมวล
การทดลองลูกตุ้มอย่างง่ายศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง ความยาวเชือก LL กับ คาบการแกว่ง TT โดยกำหนดมุมเริ่มต้นให้มีขนาดเล็ก และวัดเวลาการแกว่งหลายรอบเพื่อนำมาคำนวณคาบ สมการสำคัญคือ T=2πL/gT=2\pi\sqrt{L/g} แสดงว่าคาบแปรผันตามรากที่สองของความยาวเชือก เมื่อนำ T2T^2 มาเขียนกราฟกับ LL จะได้ความสัมพันธ์เชิงเส้น ซึ่งสามารถใช้ความชันคำนวณค่าความเร่งโน้มถ่วง gg ได้ การทดลองยังช่วยให้เข้าใจว่ามวลของลูกตุ้มไม่มีผลต่อคาบภายใต้เงื่อนไขอุดมคติ และมุมแกว่งควรมีขนาดเล็กเพื่อให้สอดคล้องกับ SHM
ตอนที่ 2 สปริงแขวนมวล
การทดลองนี้ศึกษาผลของ มวล mm และ ค่าคงที่สปริง kk ที่มีต่อคาบการสั่นของระบบมวลติดสปริง
เมื่อเพิ่มมวล โดยให้ kk คงที่ คาบจะเพิ่มขึ้นตาม m\sqrt{m} แต่เมื่อเพิ่มค่าคงที่สปริง โดยให้มวลคงที่ คาบจะลดลง การทดลองสามารถตรวจสอบความสัมพันธ์ได้จากกราฟ ซึ่งควรเป็นเส้นตรง ผลการทดลองช่วยให้เข้าใจว่า มวลที่มากขึ้นทำให้ระบบสั่นช้าลง ส่วนสปริงที่แข็งขึ้นทำให้ระบบสั่นเร็วขึ้น
ตอนที่ 3 มวลติดสปริงบนพื้น
การทดลองนี้ศึกษาการสั่นของมวลติดสปริงบนพื้นราบ โดยเลือกมวล 3 ชนิด และปรับระดับ แรงเสียดทาน เพื่อสังเกตผลต่อการเคลื่อนที่ เมื่อไม่มีหรือมีแรงเสียดทานน้อย ระบบจะสั่นต่อเนื่องใกล้เคียงการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย แต่เมื่อเพิ่มแรงเสียดทาน แอมพลิจูดจะลดลงตามเวลา เกิดเป็น การสั่นแบบหน่วง (Damped Oscillation) หากแรงเสียดทานมากขึ้น การสั่นจะลดลงเร็วขึ้น และในที่สุดมวลจะหยุดที่ตำแหน่งสมดุล การทดลองช่วยให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างมวล แรงเสียดทาน แอมพลิจูด และพฤติกรรมการสั่นของระบบจริง.