อนุภาคมีการเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติโดยมีความเร่ง
ณ เวลาต่างๆ เป็นไปตามสมการ
โดย
t มีหน่วยเป็นวินาที และตอนเริ่มต้นที่เวลา
t = 0 อนุภาคมีความเร็ว
= 4 m/s และอยู่ที่ตำแหน่ง
x = 0 m จงหา์
(ก)
ความเร็วของอนุภาคที่ t = 5 s
(ข)
ความเร่งเฉลี่ยของอนุภาคในช่วง t = 5 s จนถึง
t = 7 s
(ค)
ตำแหน่งของอนุภาคที่เวลา t = 5 s
(ง)
ความเร็วเฉลี่ยของอนุภาคในช่วง t = 1 s จนถึง
t = 3 s
วิธีทำ
(ก)
ความเร็วของอนุภาคที่ t = 5 s
โดยที่
c คือค่าคงที่ (arbitrary constant) ซึ่งเราจะหาค่า
c ได้จากเงื่อนไข ที่โจทย์กำหนดให้ ว่า
(0)
= 4m/s ทำให้ได้ว่า
ดังนั้นจะได้ว่า
ความเร็วของอนุภาคที่
t = 5 s คือ
หมายเหตุ
นักศึกษาที่ลองทำข้อนี้ด้วยวิธีอื่น
แล้วได้คำตอบเป็น 154 m/s นั้นเป็นคำตอบที่ผิด
เพราะว่า นักศึกษาได้ใช้สูตรซึ่งไม่สามารถนำมาใช้ได้
สูตร
นั้น ใช้ได้เฉพาะกรณีที่ a เป็นค่าคงที่เท่านั้น
(มัธยมปลาย) ส่วนในข้อนี้ (มหาวิทยาลัย) นั้น
ซึ่งความเร่งเป็นฟังก์ชันของเวลาไม่ใช่ค่าคงที่
นักศึกษาจึงควรระวัง อย่าใช้สี่สูตร ระดับมัธยมปลายกับโจทย์ที่ความเร่งไม่คงที่อีก
(ข)
ความเร่งเฉลี่ยของอนุภาคในช่วง t = 5 s จนถึง
t = 7 s
(ค)
ตำแหน่งของอนุภาคที่เวลา t = 5 s
ในทำนองเดียวกับข้อ
ก
โดยที่
c คือค่าคงที่ ซึ่งเราจะหาค่า c ได้จากเงื่อนไขที่โจทย์กำหนดให้ว่า
x(0) = 0 m ทำให้ได้ว่า
ดังนั้นจะได้ว่า
ตำแหน่งของอนุภาคที่
t = 5 s คือ
(ง)
ความเร็วเฉลี่ยของอนุภาคในช่วง t = 1 s จนถึง
t = 3 s