กิจกรรมการวัดความเร่งโน้มถ่วงของโลกด้วยสมาร์ทโฟน
เมื่อปล่อยวัตถุให้ตกจากที่สูงลงสู่พื้น ความเร็วของวัตถุจะมีค่าเพิ่มขึ้นตลอดเวลา เรียกได้ว่าวัตถุมีความเร่ง โดยความเร่งนี้เป็นปริมาณเวกเตอร์ซึ่งต้องระบุทั้งขนาดและทิศทาง ถ้าวัตถุตกลงสู่พื้นภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียว (ไม่คิดแรงภายนอกอื่นๆ รวมทั้งแรงต้านของอากาศมากระทำ) เราเรียกการตกของวัตถุนี้ว่า การตกแบบเสรี (Free falling) และเรียกความเร่งของวัตถุที่ตกแบบเสรีอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของโลกนี้ว่า ความเร่งโน้มถ่วง (Gravitational acceleration)
สำหรับการคำนวณทั่วไป ขนาดของความเร่งโน้มถ่วงจะมีค่าคงที่ประมาณ 9.8 m/s^2 อย่างไรก็ตาม ขนาดของความเร่งโน้มถ่วงนี้ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอีก 2 ประการ ได้แก่ มวลของโลก (ไม่ขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุที่ปล่อยให้ตกอย่างอิสระ) และตำแหน่งที่อยู่ห่างจากรัศมีโลก ซึ่งก็คือ ตำแหน่งที่อยู่สูงหรือต่ำกว่าระดับน้ำทะเลนั่นเอง โดยขนาดของความเร่งโน้มถ่วงมีค่าเพิ่มขึ้น ณ ตำแหน่งที่อยู่ใกล้จุดศูนย์กลางของโลก
เช่น ความเร่งโน้มถ่วงของโลกที่หุบเขามรณะ (Death alley) ประเทศสหรัฐอเมริกา มีค่าเป็น 9.835 m/s^2 ในขณะที่ความเร่งโน้มถ่วงของโลกที่กรุงลอนดอน (London) ประเทศอังกฤษ มีค่าเป็น 9.812 m/s^2 และความเร่งโน้มถ่วงของโลกที่กรุงเทพฯ (Bangkok) ประเทศไทย มีค่าเป็น 9.783 m/s^2
วิธีการทดลอง
1) ต่อกระดาษ A4 (ที่ไม่ใช้แล้ว) ทั้ง 4 แผ่นเข้าไว้ด้วยกัน พับให้เป็นรูปทรงที่สามารถนำดินสอหรือปากกามาวางบนกระดาษได้ ดังรูป
2) วัดความสูงของกระดาษ (H) แล้วบันทึกค่าลงในตารางบันทึกผล
3) เปิดแอพพลิเคชั้นในสมาร์ทโฟน ดังนี้ Phyphox > Timers > Acoustic Stopwatch
4) ปรับค่า Threshold (ขีดจำกัดเริ่มต้น) ให้อยู่ระหว่าง 0.3 - 0.5 a.u.
5) กดเครื่องหมายรูปสามเหลี่ยม ซึ่งแสดงปุ่ม Play หรือการเล่น โดยภายหลังจากการกดจะปรากฎ Time แสดงเวลา 0.000 s
6) ปัดกระดาษดังๆ เพื่อให้ดินสอที่วางอยู่ด้านบนตกลงบนพื้น โดยเสียงที่ดังในครั้งแรกจะทำให้Acoustic Stopwatch เริ่มจับเวลา
7) เมื่อดินสอตกลงมาถึงพื้น เสียงกระทบกันระหว่างดินสอกับพื้นจะทำให้ Acoustic Stopwatch หยุดเวลา
8) บันทึกค่าเวลา (t) ที่อ่านได้จาก Acoustic Stopwatch ลงในตารางบันทึกผล
9) ทำการทดลองซ้ำให้ครบ 3 ครั้งแล้วจึงหาค่าเฉลี่ยของเวลา (t) และบันทึกผลลงในตารางบันทึกผล
10) เปลี่ยนความสูงของการทดลองให้แตกต่างกันจำนวน 5 ค่า เช่น โดยการพับกระดาษลงทีละ 1/4 หรือ 1/3 ของความยาวทั้งหมด เป็นต้น แล้วจึงทำขั้นตอนที่ 2 – 9 ซ้ำ
ตัวอย่างตารางบันทึกผล
ตัวอย่างการวิเคราะห์ผลวิธีที่ 1
ตัวอย่างการวิเคราะห์ผลวิธีที่ 2
- 4
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
