การเคลื่อนที่แบบวงกลม มีอะไรบ้าง

Home - เนื้อหาฟิสิกส์ (Physics Story) - เนื้อหากลศาสตร์แบบดั้งเดิม - การเคลื่อนที่แบบวงกลม

การเคลื่อนที่แบบวงกลม

การเคลื่อนที่แบบวงกลม เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวโค้งแบบวงกลมห่างจากจุดศูนย์กลางเป็นด้วยรัศมีคงที่ R อันเนื่องมาจากแรงเข้าสู่ศูนย์กลาง โดยทิศทางของแรงเข้าสู่ศูนย์กลางจะตั้งฉากกับทิศทางของความเร็ว v เสมอ

  • คาบ และความถี่ของการเคลื่อนที่แบบวงกลม
  • การเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวระดับ
    • 1. อัตราเร็วเชิงเส้น
    • 2. อัตราเร็วเชิงมุม
    • 3. ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วเชิงเส้นกับอัตราเร็วเชิงมุม
    • Related posts:

คาบ และความถี่ของการเคลื่อนที่แบบวงกลม

      เวลาที่วัตถุใช้ในการเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ เรียกว่า คาบ T มีหน่วยเป็นวินาที

      จำนวนครั้งที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ (จะกี่รอบก็ตาม) ใน 1 วินาที เรียกว่า ความถี่ f มีหน่วยเป็น ครั้งต่อ 1 วินาที หรือเฮิร์ทซ์ (Hertz)

      ความสัมพันธ์ระหว่างคาบ T กับ ความถี่ f

การเคลื่อนที่แบบวงกลม มีอะไรบ้าง
การเคลื่อนที่แบบวงกลมด้วยอัตราเร็วคงที่ (ขนาดคงที่) แต่ทิศทางของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

การเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวระดับ

     การเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวระดับจะมีแรงเข้าสู่ศูนย์กลางเพียง 1 แรงที่ทำให้วัตถุมีการเคลื่อนที่แบบวงกลมได้ (แรงโน้มถ่วงไม่ได้อยู่ในแนวระดับ)

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวระดับ

1. อัตราเร็วเชิงเส้น

อัตราเร็วเชิงเส้น หรือ อัตราเร็วที่วัตถุใช้ในการเดินทางเป็นวงกลม สำหรับการเคลื่อนที่แบบวงกลมในแนวระดับจะมีค่าคงตัวเสมอ ตลอดระยะเวลาการเคลื่อนที่ ไม่คำนึงถึงแรงเสียดทานจากอากาศ ดังสมการ

หมายเหตุ – แต่ความเร็วของการเคลื่อนที่แบบวงกลมจะมีค่าเป็นศูนย์เนื่องจากการกระจัดของการเคลื่อนที่ 1 รอบเป็น 0 เมตร หรือวัตถุเคลื่อนกลับมายัง ณ ตำแหน่งเริ่มต้น

2. อัตราเร็วเชิงมุม

อัตราเร็วเชิงมุม คือ มุมการเคลื่อนที่ที่วัตถุเคลื่อนที่กวาดไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลา ใช้สัญลักษณ์ ω (โอเมก้า) ในการบอกปริมาณ ดังรูป

การเคลื่อนที่แบบวงกลม มีอะไรบ้าง
เราสามารถบอกความเร็วของวัตถุเมื่อมีการเปลี่ยนตำแหน่งอยู่ในรูปเชิงมุมได้ โดยมองเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงของมุมที่กวาดไปต่อหนึ่งหน่วยเวลา หรือ อัตราเร็วเชิงมุมในหน่วยเรเดียนต่อวินาที

หากวัตถุเคลื่อนที่กวาดมุมไปได้ θ ในเวลา t ใดๆ เราจะสามารถหาอัตราเร็วเชิงมุม ω ได้ดังนี้

แต่ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ครบรอบ หรือใช้ระยะเวลา T แสดงว่าวัตถุเคลื่อนที่ไปได้ 360 องศา แต่ในทางฟิสิกส์ หากมีการคำนวณใดๆที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่เชิงมุมมักจะบอกมุมในหน่วยเรเดียน ในที่นี้ คือ 2π เรเดียน ดังนั้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ครบหนึ่งรอบจะมีอัตราเร็วเชิงมุม ดังสมการ

มีหน่วยเป็น เรเดียนต่อวินาที

3. ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วเชิงเส้นกับอัตราเร็วเชิงมุม

จากสมการขนาดความเร็วเชิงเส้น  และ  จะได้

โดยที่    v แทน ขนาดความเร็วเชิงเส้น มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที

ω แทน ขนาดความเร็วเชิงมุม มีหน่วยเป็นเรเดียนต่อวินาที

R แทน รัศมีการเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็นเมตร

อะไรบ้างเคลื่อนที่เป็นวงกลม

ตัวอย่างการเคลื่อนที่แบบวงกลม กิจกรรม การเคลื่อนที่ของม้าหมุน การเคลื่อนที่ของชิงช้าสวรรค์

การเคลื่อนที่แบบหมุน มีอะไรบ้าง

การเคลื่อนที่แบบหมุน ( Rotation Motion ) เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุรอบแกนตั้งฉากอันหนึ่งโดยแกนอาจอยู่กับที่หรือกำลังเคลื่อนที่ก็ได้ เช่น การหมุนของลูกข่าง , โยโย่ , มูมเมอแรง หรือ การหมุนล้อรถ

การเคลื่อนที่แบบวงกลม อะไรคงที่

การเคลื่อนที่แบบวงกลมจัดเป็นหนึ่งในการ เคลื่อนที่แบบ 2 มิติ ในการเคลื่อนที่เป็นวงกลมที่ จะทำการศึกษานั้น ความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมจะมีค่าคงที่หรือเท่ากันตลอดการ เคลื่อนที่ เรียกการเคลื่อนที่วงกลมแบบนี้ว่า การเคลื่อนที่เป็นวงกลมสม่ำเสมอ (Uniform Circular Motion)

ปริมาณใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบวงกลม

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่เป็นวงกลม ω = t θ เมื่อ ω คือ อัตราเร็วเชิงมุม มีหน่วยเป็น เรเดียนต่อวินาที ( rad /s ) θ คือ มุมที่เคลื่อนที่กวาดไปได้ มีหน่วยเป็น เรเดียน ( rad ) t คือ เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น วินาที ( s )