สรุปสูตร กลศาสตร์ เนื้อหาฟิสิกส์ ม.ปลาย ที่ออกสอบบ่อย!

ในการสอบฟิสิกส์สนามต่าง ๆ น้องๆ คงรู้กันดีว่ามีการกระจายข้อสอบออกในหัวข้อต่าง ๆ อย่างครบถ้วน พี่เองก็ไม่สามารถบอกได้ว่าบทไหนออกมากหรือน้อยกว่ากัน แต่ก็จะมีบทที่ออกข้อสอบบ่อย หรือบ่อยมากๆ แทบจะเรียกได้ว่าในข้อสอบฟิสิกส์ไม่เจอบทนี้ไม่ได้ วันนี้พี่เลยจะมาสรุปสูตร กลศาสตร์ ที่ออกข้อสอบบ่อยให้น้องๆ ซึ่งควรใช้เวลาอ่าน ฝึกฝน และห้ามทิ้งเรื่องนี้เด็ดขาดถ้าอยากได้คะแนนสวย ๆ 🤩

กลศาสตร์ คือ สาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่ว่าด้วยพฤติกรรมของวัตถุทางกายภาพเมื่อถูกแรงกระทำหรือเมื่อมีการกระจัด โดยจะมีเนื้อหาแบ่งตามบทดังนี้ การเคลื่อนที่แนวเส้นตรง, แรงและกฎการเคลื่อนที่, สมดุลกล, งานและพลังงาน, โมเมนตัมและการชน, การเคลื่อนที่วิถีโค้ง, การเคลื่อนที่แบบ SHM

สูตรกลศาสตร์

1.สูตรการเคลื่อนที่แนวเส้นตรง

v=u+at                       

v^2=u^2+2as            

s=ut+0.5at^2          

s=vt-0.5at^2          

s=0.5(u+v)t             

การใช้งานในแต่ละสมการให้น้อง ๆ อ่านโจทย์ดูว่าในข้อนั้นมีตัวแปลเกี่ยวกับการเคลื่อนที่อะไรบ้าง และเลือกใช้ให้ถูกต้อง

ตัวอย่างโจทย์

รถยนต์คันหนึ่งวิ่งด้วยความเร็วคงที่ 10 m/s เป็นเวลา 5 นาที แล้วเครื่องยนต์ดับ จึงปล่อยให้รถวิ่งต่อไปด้วยความหน่วงคงที่ ซึ่งรถสามารถเคลื่อนที่ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งหยุดนิ่งโดยใช้เวลาไปทั้งหมด 10 วินาทีzz ระยะทางที่รถเคลื่อนที่ได้ทั้งหมดมีค่าเท่าใด

วิธีทำ

หาระยะตอนแรกที่รถยนต์เคลื่อนที่ได้  s1=v.t=(10)(5×60)=300 m

หาระยะตอนหลัง โดยเรามีตัวแปล (s,u,v,t)  ❌a จึงใช้สมการ

s2=0.5(u+v)t

S2=0.5(10+0)(10)=50 m

ตอบ ระยะทางที่รถเคลื่อนที่ไปทั้งหมด s=s1+s2=350 m

2. สูตรแรงและกฎการเคลื่อนที่

a เชื่อม = F/(m1+m2+…) = (F-T1)/m1== (T1-T2)/m2= …

สมการนี้จะเจอในเรื่องวัตถุหลายก้อนเคลื่อนที่ อาจจะมีเชื่อมด้วยเส้นเชือกต่าง ๆ และโจทย์ให้ค่าที่อยู่ในตัวแปลนั้น ๆ เช่น อัตราเร่งของระบบ แรงตึงเชือก

ตัวอย่างโจทย์

มวล M, m วางอยู่บนพื้นลื่น ติดกันด้วยเชือกเบามาก ถ้าออกแรง F ดังรูป

จงหาแรงลัพธ์ที่กระทำต่อมวล M

วิธีทำ

หา a เชื่อม = F/(M+m)

หา แรงตึงเชือกมากมวล m : T=ma=m(F/(M+m))

หาแรงลัพธ์ที่กระทำต่อมวล M : Fลัพธ์=F-T= (M/(M+m))F

ตอบ (M/(M+m))F

3.สูตรสมดุลกล

โมเมนตาม = โมเมนทวน

สมดุลกลสมการนี้อาจจะดูลายตาแต่ควรทำโจทย์ฝึกไว้เยอะๆ เพราะโจทย์มักมาในหลายๆ แนว ทำเยอะรู้แนวเยอะ ก็จะได้คะแนนเยอะน้า

ตัวอย่างโจทย์

คานสม่ำเสมอ มวล 3 กิโลกรัม ยาว 10 เซนติเมตร มีไม้หมอนหนุนอยู่ที่จุด P

และมีก้อนมวล 9 กิโลกรัมกับ 5 กิโลกรัม แขวนไว้ที่ปลายแต่ละข้างดังรูป ถ้าต้องการให้คานวางตัวตามแนวระดับ เราต้อองแขวนมวล 2 กิโลกรัม เพิ่มทางขวาของจุด P ที่ระยะ x เท่ากับเท่าไหร่

วิธีทำ

โมเมนตาม = โมเมนทวน

(2x)(5*0.6)(3*0.1)=(9*0.4)

x = 0.2 m = 20 cm

ตอบ x เท่ากับ 20 cm

4. สูตรงานและพลังงาน

กฎอนุรักษ์พลังงาน E1=E2

กฎอนุรักษ์พลังงาน เมื่อมีแรงภายนอกมากระทำ E2=E1+W

ตัวอย่างโจทย์

ดีดมวลก้อนหนึ่งขึ้นไปในแนวดิ่งด้วยความเร็วต้น 7 m/s จะขึ้นไปได้สูงกี่เมตรจากจุดที่ดีด

วิธีทำ

E1=E2

0.5(m)(7)^2 = m(9.8)(h)

h = 2.5 m

ตอบ  h เท่ากับ 2.5 m

5. สูตรโมเมนตัมและการชน

โมเมนตัมก่อนชน = โมเมนตัมหลังชน

ตัวอย่างโจทย์

กำหนดว่า m มีมวลน้อยกว่า M และหลังจากการชนกันอย่างไม่ยืดหยุ่น (ระดับหนึ่ง) m อยู่กับที่ จงหาขนาดของความเร็วของ M หลังชน

วิธีทำ

Pก่อน = Pหลัง

0.5(m)(u)^2=0.5(M)(v^2)

v = u(m/M)^0.5

ตอบ u(m/M)^0.5

6. สูตรการเคลื่อนที่วิถีโค้ง

Projectile

แกน x : s=(u)(t)

แกน y : v=u+at

v^2=u^2+2as

s=ut+0.5at^2

s=vt-0.5at^2

s=0.5(u+v)t

ตัวอย่างโจทย์

เมื่อขว้างก้อนหินก้อนหนึ่งด้วยความเร็วต้น 20 m/s พบว่าก้อนหินนี้ตกถึงพื้นราบด้วยความเร็วที่ทำมุม 60 องศากับแนวดิ่ง ก้อนหอนนี้จะขึ้นได้สูงสุดเท่ากับเท่าไหร่

วิธีทำ

จะได้ว่ามุมที่เริ่มโยนก้อนหิน เท่ากับ 60 องศา

แกน y :  v^2=u^2+2as

0 = (20sin60)^2+2(-10)s

S=15 m

ตอบ 15 m

7. สูตรการเคลื่อนที่แบบ SHM

ตัวอย่างโจทย์

ใช้สปริงเบาค่าคงที่สปริง k แขวนมวล m ไว้ให้อยู่นิ่งในแนวดิ่ง จากนั้นดึงก้อนมวลให้ขยับต่ำกว่าจุดสมดุลเล็กน้อยและปล่อยให้เคลื่อนที่กลับเอง ควรใช้เวลาเท่าไหร่จึงเคลื่อนที่กลับมาที่ต่ำแหล่งสมดุลอีกครั้ง

จากที่สรุปสูตรในบทกลศาสตร์ในบทความนี้ นอกจากจะมีส่วนช่วยเรื่องคะแนนสอบแล้ว ยังเป็นเนื้อหาพื้นฐานสำคัญที่จะใช้เรียนในมหาวิทยาลัยต่อไปด้วย เพราะฉะนั้นพี่แนะนำให้น้อง ๆ มั่นฝึกฝนและเตรียมตัวกันตั้งแต่เนิ่น ๆ นะครับ

ส่วนใครที่อยากได้สรุปเนื้อหาที่จุใจมากกว่านี้สามารถเข้าไปอ่าน สรุปเนื้อหา 20 บท ที่พี่สรุปแจกไว้ให้ได้เลย และถ้าน้องกำลังมองหาตัวช่วยในการเตรียมตัวสอบวิชาสามัญลองเข้าไปส่องในคอร์สเรียนของพี่ได้ ที่นี่เลย