กราฟฟิสิกส์ ตอนที่1

กราฟในวิชาฟิสิกส์ นั่นเราต้องแปลความจากกราฟให้เป็นว่ากราฟจะบอกอะไรนอกจากค่าแกน x และ แกน y ซึ่งแต่ละกราฟจะมีความหมายต่างๆ แฝงอยู่ให้มองลึกไปอีกชั้นหนึ่ง ก็คือ ความชันและพื้นที่ใต้กราฟ  ของกราฟนั่นๆ มีความหมายหรือไม่ ถ้ามีเป็นค่าอะไรในทางฟิสิกส์

สำหรับตอนที่ 1 ขอยกตัวอย่างความสัมพันธ์ของกราฟ 3 กราฟ ต่อไปนี้

กราฟที่1 กราฟการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี 

ค่า N คือปริมาณของสารจะเป็นหน่วยอะไรก็ได้ จำนวนอะตอม จำนวนนิวเคลียส มวล ปริมาณสาร อัตราการสลายตัว ได้หมด ซึ่งกราฟจะเห็นว่าเมื่อเวลาผ่านไปปริมาณของสารจะลดลงเรื่อย ที่น่าสนใจในกราฟคือ การลดลงเหลือครึ่งหนึ่งจากสารเริ่มต้น อ่านแกนเวลา t ค่านั่นจะเป็นเวลาครึ่งชีวิตของสารนั่น คือ เวลาที่ทำให้สารนั่นสลายตัวจนเหลือครึ่งของเดิม เช่น 100 g เหลือ 50กรัม เป็นต้น

กราฟที่2 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและเวลา จะสามารถอธิบายรูปแบบการเคลื่อนที่ได้ จากความชันของกราฟ เป็นตัวบ่งชี้ความเร่งของการเคลื่อนที่ A เป็นการเคลื่อนที่แบบความเร่งคงที่ วัตถุเริ่มจากจุดหยุดนิ่งและมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ จนถึงช่วง B มีความเร็วคงที่ (ความเร่งเป็นศูนย์) ช่วง C ความเร่งเป็นลบ เราเรียกว่าความหน่วงคงที่ คือ วัตถุเริ่มมีความเร็วลดลงอย่างสม่ำเสมอ หรือ ชะลอตัว จนความเร็วเป็นศูนยื ก่อนถึงช่วง D คือวัตถุมีการเคลื่อนที่เปลี่ยนทิศทาง หรือ สวนทางเดิม และความเร่งติดลบ ในกรณีช่วง D นั่นอยู่ใต้แกน x แปลความได้ว่า วัตถุมีอัตราเร่ง แต่มีทิศทางสวนทางเดิม นั่นเอง

นอกจากนี้เรายังวิเคราะห์การกระจัดจากพื้นที่ใต้กราฟของกราฟความเร็วและเวลาได้อีกด้วย โดยพื้นที่เหนือแกน x เป็นส่วนที่มีการกระจัดเป็นบวก แต่ใต้แกน x มีการกระจัดเป็นลบ นั่นเอง

กราฟที่3 กราฟกระแสไฟฟ้าและเวลา อันที่จริงแล้วกระแสไฟฟ้า คือ การบ่งบอกถึงอัตราของปริมาณประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ในตัวนำ โดยนิยามแล้วประจุอะไรก็ได้ ไม่ว่าบวกหรือลบ นับรวมกันหมด แต่ในความเป็นจริงประจุบวก หรือ โปรตอน ไม่ได้เคลื่อนที่ในตัวนำได้ง่ายนัก เพราะอยู่ในนิวเคลียส แต่ประจุลบ หรือ อิเล็กตรอนเป็นประจุที่เคลื่อนที่ในตัวนำได้ง่าย  ในส่วนของกราฟ หากอยากทราบปริมาณของประจุซึ่งวัดเป็นหน่วยคูลอมบ์ สามารถหาได้จากพื้นที่ใต้กราฟของกระแสกับเวลาได้เลย สิ่งที่เราควรรู้อีกอย่างคือ ประจุอิเล็กตรอน 1 ตัว มีประจุไฟฟ้า -1.6x10^-19 คูลอมบ์

ติดตามตอน 2 ต่อไปนะครับเรื่องกราฟในฟิสิกส์มีอีกเยอะ

www.tutornat.com

ติวคณิตและฟิสิกออนไลน์