สรุปสูตรฟิสิกส์ กลศาสตร์ และตัวอย่างข้อสอบ พร้อมเฉลย
สำหรับการสอบวิชาฟิสิกส์แล้ว กลศาสตร์เป็นหนึ่งในเนื้อหาที่น้อง ๆ ม.ปลายหลายคนกังวลใจมากเป็นพิเศษ ด้วยรายละเอียดที่อัดแน่น และมีสูตรให้ต้องทำความเข้าใจมากมาย ดังนั้นเพื่อให้น้อง ๆ มีความพร้อมในการทำข้อสอบฟิสิกส์ กลศาสตร์ ในทุกสนามสอบ บทความนี้จะขอมาบอกตัวอย่างแนวข้อสอบวิชาฟิสิกส์กลศาสตร์มีเรื่องอะไรบ้าง เพื่อให้น้อง ๆ ได้ไปศึกษาเพิ่มเติม และเพื่อเป็นแนวทางในการเตรียมตัวสอบในวิชาฟิสิกส์กันด้วย
Table of Content
วิชาฟิสิกส์ กลศาสตร์ เป็นการเรียนเกี่ยวกับอะไร ?
สำหรับน้อง ๆ มัธยมปลาย ที่กำลังเตรียมสอบปลายภาค หรือเตรียมสอบเข้ามหาวิทยาลัย คงพอรู้อยู่แล้วว่าฟิสิกส์ กลศาสตร์ มีเรื่องอะไรบ้าง ? ซึ่งสามารถสรุปได้ง่าย ๆ ว่า ฟิสิกส์ กลศาสตร์ เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่ว่าด้วยพฤติกรรมของวัตถุทางกายภาพ เมื่อถูกแรงกระทำหรือเมื่อมีการกระจัด โดยจะมีเนื้อหาแบ่งตามบท ดังนี้
บทที่ 1 ธรรมชาติและพัฒนาการทางฟิสิกส์
- ความหมายและขอบเขตของฟิสิกส์
- สาขาหลักของฟิสิกส์
- การวัดปริมาณทางฟิสิกส์
- ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
- ความสัมพันธ์ของฟิสิกส์กับศาสตร์อื่น ๆ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
- การเคลื่อนที่
- กฎการเคลื่อนที่แนวตรงของนิวตัน
- การวิเคราะห์การเคลื่อนที่แนวตรง
- สมการการเคลื่อนที่แนวตรง
- การประยุกต์ใช้กฎการเคลื่อนที่แนวตรง
บทที่ 3 แรงและกฎการเคลื่อนที่
- แรง
- กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
- โมเมนตัม
- แรงงาน
- พลังงาน
- การประยุกต์ใช้กฎการเคลื่อนที่และพลังงาน
บทที่ 4 สมดุลกล
- สมดุลกล
- แรงโมเมนต์
- ศูนย์กลางมวล
- การประยุกต์ใช้หลักสมดุลกล
บทที่ 5 งานและพลังงาน
- งาน
- พลังงาน
- การประยุกต์ใช้กฎการอนุรักษ์พลังงาน
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
- โมเมนตัม
- แรงกระทำ
- การชน
- การประยุกต์ใช้กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แนวโค้ง
- การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์
- การเคลื่อนที่แบบวงกลม
- การประยุกต์ใช้หลักการเคลื่อนที่แนวโค้ง
สูตรกลศาสตร์
ในการพิชิตข้อสอบฟิสิกส์ กลศาสตร์ หัวใจสำคัญคือการจดจำ เข้าใจ และนำสูตรไปประยุกต์ใช้ได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม โดยสามารถสรุปสูตรฟิสิกส์ กลศาสตร์ได้ ดังต่อไปนี้
สูตรการเคลื่อนที่แนวเส้นตรง
ถ้าเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่ จะใช้สูตร ดังนี้
ถ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง จะมีอยู่ด้วยกัน 4 สูตร ดังนี้
สูตรแรงและกฎการเคลื่อนที่
สำหรับสูตรแรงและกฎการเคลื่อนที่ มีดังนี้
โดยสูตรนี้จะแบ่งฟอร์มการคำนวณนิวตันออกเป็น 2 ฟอร์ม คือ
สูตรสมดุลกล
สูตรสมดุลกล คือ
- โมเมนต์ตาม =โมเมนต์ทวน
- แรงซ้าย = แรงขวา
- แรงขึ้น = แรงลง
สูตรงานและพลังงาน
สูตรงานและพลังงาน แบ่งออกเป็น ดังนี้
- กฎอนุรักษ์พลังงาน คือ E1=E2
- กฎอนุรักษ์พลังงาน เมื่อมีแรงภายนอกมากระทำ คือ Ek2 =Ek1+W1→2
ตัวอย่างข้อสอบฟิสิกส์ กลศาสตร์
หากน้อง ๆ ยังรู้สึกไม่มั่นใจ กับการใช้สูตรฟิสิกส์ กลศาสตร์ เรามีตัวอย่างข้อสอบ และวิธีการคำนวณตามสูตรมาให้ได้ศึกษากัน
1. รถยนต์เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่ที่มีค่าเท่ากับ 20 เมตรต่อวินาที จงหาระยะทางที่รถยนต์เคลื่อนที่ไปในเวลา 10 วินาที
วิธีทำ
- ใช้สูตร s=vt เพื่อหาระยะทาง s ที่รถยนต์เคลื่อนที่ไปในเวลา t
- นำค่าความเร็ว v ที่กำหนดให้มาแทนในสูตร
- นำค่าเวลา t ที่กำหนดให้มาแทนในสูตร
- คำนวณหาค่าระยะทาง s
ได้เป็น s=(20)×(10)
คำตอบ รถยนต์เคลื่อนที่ไปในเวลา 10 วินาที ระยะทางที่เคลื่อนที่ไปคือ 200 เมตร
2. จักรยานยนต์คันหนึ่งวิ่งด้วยความเร็วคงที่ 10 m/s เป็นเวลา 5 นาที หลังจากดับเครื่องยนต์ ยังปล่อยให้วิ่งต่อด้วยความหน่วงคงที่ ซึ่งรถสามารถเคลื่อนที่ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งหยุดนิ่งโดยใช้เวลาไปทั้งหมด 10 วินาที ระยะทางที่จักรยานยนต์เคลื่อนที่ได้ทั้งหมดมีค่าเท่าใด
วิธีทำ
- หาระยะตอนแรกที่จักรยานยนต์เคลื่อนที่ได้ s1=vt =(10)(5×60)=300 m
- หาระยะตอนหลัง โดยเรามีตัวแปร (s,u,v,t) โดยใช้สมการ s2=(u+v2)t ได้ s2=0.5(10+0)(10) = 50 m
- นำ s = s1+s2=350m
คำตอบ 350 m
3. เมื่อขว้างลูกบอลด้วยความเร็วต้น 20 m/s พบว่าลูกบอลตกถึงพื้นราบด้วยความเร็วที่ทำมุม 60 องศากับแนวราบ ลูกบอลนี้จะขึ้นได้สูงสุดเท่ากับเท่าไหร่?
วิธีทำ
- จะได้ว่ามุมที่เริ่มโยนลูกบอล เท่ากับ 60 องศา กับแนวราบ
- แกน y : v2=u2+2as
- 0=(20sin60)2+2(-10)s
- s=15m
คำตอบ 15 m
นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของแนวข้อสอบฟิสิกส์ กลศาสตร์ เท่านั้น สำหรับคนที่ต้องการหาความรู้ และเทคนิคในการทำโจทย์เพิ่มเติม สามารถลงเรียนคอร์ส AP35 Pack Extra ติวฟิสิกส์ ม.4 กลศาสตร์ 1-2 ที่ Applied Physics กันได้เลย ซึ่งนอกจากจะมีคอร์สให้เลือกเรียนหลากหลายแล้ว ยังเลือกได้ทั้งการเรียนแบบออนไลน์หรือเข้ามาเรียนที่สถาบัน หากต้องการสอบถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับคอร์สเรียน สามารถโทรมาได้ที่ 02-3060867, 02-3060868, 02-3060869 และ 085-4925599 หรือแอดไลน์ @appliedphysics (มี @ ด้วย)
