9. เอกสารประกอบการเรียนเรื่องโมเมนตัมและการดล
วิชาฟิสิกส์ รหัส ว31202 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 โรงเรียนเมืองปานพัฒนวิทย์
หน่วยที่ 6 โมเมนตัมและการชน เรื่อง โมเมนตัมและการดล ครูผู้สอน นางณาลัย รินฤทธิ์
##################################################################################
1
โมเมนตัม (momentum)
โมเมนตัมเชิงเส้น (linear momentum : p
⃑) คือผลคูณระหว่างมวลกับความเร็วของมวลนั้น โม
เมนตัมเป็นปริมาณเวกเตอร์ มีทิศทางไปตามทิศของความเร็วของวัตถุนั้นๆ ขนาดของโมเมนตัม
เป็นดังสมการ
p = mv
เมื่อ p คือ ขนาดของโมเมนตัม หน่วย กิโลกรัม.เมตรต่อวินาที (kilogram.metre
per second : kg.m/s)
m คือ มวล หน่วย กิโลกรัม (kilogram : kg)
v คือ ขนาดของความเร็ว หน่วย เมตรต่อวินาที (metre per second : m/s)
มวลใดๆ ที่เคลื่อนที่และมีความเร็ว จะมีโมเมนตัม ตัวอย่างวัตถุที่มีโมเมนตัม เช่น รถจักรยาน
เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 3 เมตรต่อวินาที นกกาลังบิน ลูกฟุตบอลกลิ้งบนสนาม เป็นต้น
การดลและแรงดล
ในกรณีที่วัตถุถูกแรงกระทา วัตถุจะมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วและโมเมนตัม ค่าของ
โมเมนตัมที่เปลี่ยนไป เรียกว่า การดล (p) ตัวอย่างเช่น นักกรีฑาเริ่มวิ่งจากหยุดนิ่ง จนมี
ความเร็วค่าหนึ่ง หรือรถยนต์กาลังเพิ่มความเร็วขึ้นอย่างต่อเนื่อง เป็นต้น
นั่นคือ p = p2 - p1
p = mv – mu
เมื่อ p คือ การดล หน่วย กิโลกรัม.เมตรต่อวินาที (kilogram.metre per second : kg.m /s)
m คือ มวล หน่วย กิโลกรัม กิโลกรัม (kilogram : kg)
v คือ ขนาดของความเร็วปลาย หน่วย เมตรต่อวินาที (metre per second : m/s)
u คือ ขนาดของความเร็วต้น หน่วย เมตรต่อวินาที (metre per second : m/s)
แรงที่ทาให้โมเมนตัมเปลี่ยนไป เรียกว่า แรงดล (F) แรงดลเกิดขึ้นในเวลาสั้นๆ ซึ่งขนาดของ
แรงดลหาได้จาก
p
t
และ
mv - mu
t
1
คลังความรู้ scimath. โมเมนตัม การชน. สืบค้นเมื่อ 6 มกราคม 2564. จาก https://www.scimath.org/lesson
-physics/item/7313-2017-06-14-15-44-48
10. เมื่อ F คือ ขนาดของแรงดล หน่วย นิวตัน (newton : N)
t คือ เวลา หน่วย วินาที (second : s)
ในการคานวณเกี่ยวกับโมเมนตัม การดลและแรงดลนั้น ต้องกากับทิศทางของความเร็ว วัตถุ
ดังรูป
พื้นที่ใต้กราฟความสัมพันธ์ของแรงดล (F) กับเวลา (t) จะมีขนาดเท่ากับขนาดของการดล
(p)
การดล = พื้นที่ใต้กราฟ
กรณีวัตถุกระทบผนังหรือพื้นในแนวทามุม สามารถคานวณได้โดยการแยกเวกเตอร์ของ
อัตราเร็วก่อนและหลังกระทบดังรูป
จากรูป การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม หาได้จาก
p = mv cos - mu cos
ทิศเข้า
ทิศออก
-u, -v
-u, -v
F (N)
t (s)
u
v
u cos
v cos
u sin
v sin
14. 3. ถ้ามวล m วิ่งเข้าชนกาแพงด้วยความเร็ว u โดยทามุม กับเส้นตั้งฉากกับกาแพง และสะท้อนออก
ด้วยขนาดความเร็ว u และทามุม กับเส้นตั้งฉาก ดังรูป ถ้ามวล m ใช้เวลา t ในการกระทบ
กาแพง แรงเฉลี่ยที่กาแพงกระทากับมวล m เป็นเท่าใด
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
4. ถ้าแรงกระทากับวัตถุหนึ่ง (ดังรูป) ในช่วงเวลาที่มีแรงกระทานั้นจะทาให้วัตถุเปลี่ยนโมเมนตัม
ไปเท่าใด …………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
5. Determine the momentum of …
a. … an electron (m 9.1 x10-31
kg) moving at 2.18 x 106
m/s (as if it were in a Bohr orbit in
the H atom). ……………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
b. … a 0.45 Caliber bullet (m 0.162 kg) leaving the muzzle of a gun at 860 m/s.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
c. … a 110-kg professional fullback running across the line at 9.2 m/s.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
d. … a 360,000-kg passenger plane taxiing down a runway at 1.5 m/s
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ที่มา : https://www.physicsclassroom.com/calcpad/momentum/prob1
U
U
F (N)
t (s)
20
0.2 0.4 0.8