Skip to main content
พอร์ทัลครู

 

ศาสตร์แห่งโมเมนตัม

โมเมนตัมถือได้ว่าเป็นปริมาณการเคลื่อนที่ของวัตถุ โมเมนตัมถูกกำหนดโดยมวลของวัตถุ (กำลังเคลื่อนที่เท่าไร) และความเร็วของมัน (เคลื่อนที่เร็วแค่ไหน) ในวิชาฟิสิกส์ โมเมนตัมแทนด้วย "p" ดังนั้นสมการในการกำหนดโมเมนตัมคือ p = mv (โมเมนตัมเท่ากับมวลคูณความเร็ว) วัตถุที่หนักกว่า เช่น ลูกโบว์ลิ่ง ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับวัตถุที่เบากว่า เช่น ลูกเตะ จะมีโมเมนตัมมากกว่าตามกฎของฟิสิกส์

สำหรับ STEM Lab นี้ คุณต้องเข้าใจโมเมนตัมและผลกระทบที่ส่งผลต่อการชน เพราะในภายหลังคุณจะได้แข่งขันในเกมโบว์ลิ่งที่เรียกว่า Strike Challenge คุณจะตั้งโปรแกรมให้ Speedbot วิ่งชนลูกบอลเพื่อล้มพินและรับคะแนนสูงสุด ลองคิดดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อวัตถุสองชิ้นชนกัน พวกมันถ่ายโอนพลังงานจลน์ ใช่ แต่โมเมนตัมของวัตถุทั้งสองที่ชนกันก่อนการชนสามารถคาดเดาได้ว่าวัตถุทั้งสองจะตอบสนองอย่างไรหลังจากการชนกัน เราจะกลับมาที่แนวคิดนี้ในภายหลัง

 

ไอคอนกระตุ้นการสนทนา กระตุ้นให้เกิดการอภิปราย

การใช้เหตุผลเกี่ยวกับแรงผลักดันในการอภิปรายเป็นวิธีที่ดีในการชี้นำความพยายามของนักเรียนในการสร้างกรอบความคิด จุดเน้นของ STEM Lab นี้จะอยู่ที่โมเมนตัมของหุ่นยนต์ในขณะที่มันชนกับลูกบอล

คำถามต่อไปนี้สามารถให้เหตุผลเป็นหน่วยเมตริกตามที่เขียนไว้ หรือเป็นหน่วยไมล์ ปอนด์ และฟุตต่อวินาที การให้เหตุผลควรเหมือนกันโดยไม่ต้องมีการแปลง

Q: ข้อใดต่อไปนี้มีโมเมนตัมมากกว่า: ทรงกลมกลิ้งด้วยความเร็ว 8 กม. ต่อชั่วโมง หรือทรงกลมเดียวกันกลิ้งด้วยความเร็ว 10 กม. ต่อชั่วโมง
A: ทรงกลมที่หมุนด้วยความเร็ว 10 กม.ต่อชั่วโมง มีโมเมนตัมมากกว่าเพราะเคลื่อนที่เร็วกว่า

ถาม: ข้อใดต่อไปนี้มีโมเมนตัมมากกว่า: รถยนต์ขนาดเฉลี่ยที่ขับด้วยความเร็ว 90 กม. ต่อชั่วโมง หรือรถบัสที่ขับด้วยความเร็ว 90 กม. ต่อชั่วโมง
A: รถบัสที่ขับด้วยความเร็ว 90 กม./ชม. มีโมเมนตัมมากกว่าเนื่องจากมีมวลมากกว่า

ถาม: ข้อใดต่อไปนี้มีแรงผลักดันมากกว่า: จักรยานที่ถีบขึ้นเนินหรือจักรยานคันเดียวกันที่ถีบลงเนิน
A: จักรยานที่ถีบลงเนินมีโมเมนตัมมากกว่า เนื่องจากทางลาดลงเนินและการถีบต่างก็เร่งความเร็ว - เว้นแต่จะใช้ระบบเบรกด้วย

Q: คุณอยากจะชนอะไรกับคุณมากกว่า: รถบรรทุกหนัก 1,000 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1 เมตรต่อนาที หรือแตงโม 1 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1,000 เมตรต่อวินาที
A: รถบรรทุกอาจทำให้คุณล้มแต่ไม่เคลื่อนที่เร็วพอที่จะทำให้คุณบาดเจ็บสาหัสได้ ในขณะที่แตงที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1,000 เมตร/วินาที อาจทำให้คุณเสียชีวิตได้ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าปริมาณโมเมนตัมสัมพันธ์กับปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนจากวัตถุระหว่างการชน มวลของวัตถุเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะระบุได้ว่าวัตถุนั้นให้พลังงานทำลายล้างมากน้อยเพียงใดในระหว่างการชน เราต้องพิจารณาว่ามันเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน