กราฟตำแหน่ง-เวลา คือ กราฟที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งของวัตถุกับเวลา กราฟตำแหน่ง-เวลาสามารถใช้วิเคราะห์การเคลื่อนที่ของวัตถุได้
ประเภทของกราฟตำแหน่ง-เวลา
กราฟตำแหน่ง-เวลาสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ
- กราฟตำแหน่ง-เวลาแบบคงที่ คือ กราฟที่ตำแหน่งของวัตถุไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เส้นกราฟจะเป็นเส้นนอน
- กราฟตำแหน่ง-เวลาแบบแปรผันเชิงเส้น คือ กราฟที่ตำแหน่งของวัตถุเปลี่ยนแปลงเป็นอัตราส่วนโดยตรงกับเวลา เส้นกราฟจะเป็นเส้นตรงที่มีค่าความชันคงตัว
- กราฟตำแหน่ง-เวลาแบบแปรผันเชิงยกกำลัง คือ กราฟที่ตำแหน่งของวัตถุเปลี่ยนแปลงเป็นอัตราส่วนกำลังของเวลา เส้นกราฟจะเป็นเส้นโค้ง
การอ่านกราฟตำแหน่ง-เวลา
การอ่านกราฟตำแหน่ง-เวลาสามารถทำได้ดังนี้
- ตำแหน่งของวัตถุ ได้จากค่าพิกัดตำแหน่งบนกราฟ
- ความเร็วของวัตถุ ได้จากความชันของเส้นกราฟ
- ความเร่งของวัตถุ ได้จากอัตราการเปลี่ยนแปลงของความชันของเส้นกราฟ
ตัวอย่างการอ่านกราฟตำแหน่ง-เวลา
จากกราฟตำแหน่ง-เวลาต่อไปนี้
1 | ตำแหน่ง (m) |
เราสามารถอ่านได้ว่า
- ตำแหน่งของวัตถุเริ่มต้นที่ 10 เมตร
- วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวที่ 2 เมตรต่อวินาที
- วัตถุเคลื่อนที่ไปข้างหน้า 4 เมตรในเวลา 2 วินาที
- วัตถุมีความเร็วเป็นศูนย์ในเวลา 5 วินาที
สรุป
กราฟตำแหน่ง-เวลาเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของวัตถุ นักเรียนควรเข้าใจวิธีการอ่านกราฟตำแหน่ง-เวลา เพื่อสามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ได้อย่างถูกต้อง
เพิ่มเติม
นอกจากการเคลื่อนที่แบบตรงแล้ว ยังมีประเภทของการเคลื่อนที่อื่นๆ ที่สามารถใช้กราฟตำแหน่ง-เวลาวิเคราะห์ได้ เช่น การเคลื่อนที่แบบโค้ง การเคลื่อนที่แบบเป็นวงกลม การเคลื่อนที่แบบส่าย เป็นต้น