การทำงานของเครื่องเคาะสัญญาณเวลา

1. ต่อไฟฟ้า 12 โวลต์ AC จากหม้อแปลงโวลต์ต่ำเข้ากับเครื่องเคาะสัญญาณเวลา
     ดังรูป
2. สอดแถบกระดาษผ่านช่องใต้คันเคาะของเครื่องเคาะสัญญาณเวลาโดยให้อยู่ใต้
     แผ่นกระดาษคาร์บอน
3. เปิดสวิตซ์ให้เครื่องเคาะสัญญาณเวลาทำงาน แล้วใช้มือดึงแถบกระดาษตรงๆ

เครื่องเคาะสัญญาณเวลาจะเคาะด้วยความถี่ 50 ครั้งต่อวินาที หมายความว่า ใน 1 วินาที
เครื่องเคาะ จะเคาะ 50 ครั้ง นั่นคือ เวลาที่ใน 1 ช่วงจุดจะใช้เวลา 1/50 วินาที

1. การหาอัตราเร็วจากเครื่องเคาะสัญญาณเวลา

1.1. การหาอัตราเร็วที่จุด A กระทำได้ดังนี้

... 1.1.1. หาระยะทาง s โดยวัดจาก A ไปทางซ้าย 1 ช่วงจุด ไปทางขวา 1 ช่วงจุด
( แต่ถ้าระยะทางสั้นเกินไป ใช้วัดไปทางซ้าย 2 ช่วงจุดไปทางขวา 2 ช่วงจุด )

1.1.3 หาอัตราเร็วใช้สูตร .................................................................

ตำแหน่ง อัตราเร็วต้องอยู่กึ่งกลางของช่วงที่หาอัตราเร็ว
ข้อสังเกต ถ้า s หน่วยเป็น cm , อัตราเร็ว v หน่วยเป็น cm/s

1.2. การหาอัตราเร็วเฉลี่ยจากเครื่องเคาะสัญญาณเวลา

เช่น หาอัตราเร็วเฉลี่ยระหว่าง XY ต้อง วัดระยะระหว่าง XY และใช้เวลาระหว่าง XY

แทนค่าในสูตร

1.3 หาอัตราเร็วจากกราฟที่ได้จากเครื่องเคาะสัญญาณเวลา

3. บันทัก เวลา (t) และ ระยะทาง (s) ลงในตาราง แล้วเขียนกราฟ S – t

1.4 หาความเร่งจากเครื่องเคาะสัญญาณเวลา

1.4.1 การหาความเร่งจากแถบกระดาษ

มีวิธีการดังนี้
1. หาความเร็วต้น และ ความเร็วปลายจากแถบกระดาษ
2. หาความเร่งจาก

3. การหาความเร่ง หาความเร่ง จากสูตร

หรือ

1.4.2 การหาความเร่งจากกราฟ

1. นำแถบกระดาษที่ได้มาวิเคราะห์ เพื่อหาความเร็วขณะหนึ่ง ณ เวลากึ่งกลาง
     ของแถบกระดาษทุก ๆ 2 –4 ช่วงจุด เขียนผลอัตราเร็ว กับเวลา ณ ตำแหน่งนั้น ๆ
2. เขียนกราฟระหว่างความเร็วกับเวลา
3. หาความเร่งจากความชันของกราฟ

ความเร่ง = ความชัน

ตัวอย่างการหาความเร่ง

จากแถบกระดาษที่ผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา หาความเร็วแล้วบันทึกในตาราง

เขียนกราฟได้ดังรูป จะเห็นว่าเส้นกราฟทลากจะเป็นค่าเฉลี่ย ของจุดทั้งหมด

หาความเร่งเฉลี่ยได้ = 625

ตัวอย่าง

1. นักเรียนทดลองการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วยอัตราเร็วคงที่ ปรากฏว่า
    แถบกระดาษซึ่ง ผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลาที่เคาะ 50 ครั้ง/วินาที
    ที่ระยะจุด 2 ถึงจุด 6 = 6.2 cm ระยะจาก จุดที่ 6 ถึง จุดที่ 10 = 2.6 cm

จงหา 1. อัตราเร็ว ณ ตำแหน่งจุดที่ 4
........2. อัตราเร็ว ณ ตำแหน่งจุดที่ 8
........3. อัตราเร็วเฉลี่ยจากจุดที่ 2 ถึงจุดที่ 10
........4. จงหาความเร่งระหว่างจุดที่ 4 และ จุดที่ 8

คิดวิเคราะห์ :-

1. อัตราเร็วของแถบกระดาษจากเครื่องเคาะสัญญาณเวลา อัตราเร็วที่
    หาได้จะอยู่ตำแหน่งจุดกึ่งกลางของระยะทางที่หาอัตราเร็ว
2. อัตราเร็วจุดที่ 4 คิดระยะทางจากจุด 2 ถึงจุดที่ 6 ยาว 6.2 cm เวลา 4/50 วินาที
3. อัตราเร็วจุดที่ 8 คิดระยะทางจากจุด 6 ถึงจุดที่ 10 ยาว 2.6 cm เวลา 4/50 วินาที
4. อัตราเร็วเฉลี่ย คิดระยะทางจากจุด 2 ถึงจุดที่ 10 ยาว 6.2 + 2.6 = 8.8 cm
    เวลา 8/50 วินาที
5. ความเร่งระหว่างจุดที่ 4 และ จุดที่ 8 คือความเร่ง ณ ตำแหน่งที่ 6
    ซึ่งเท่ากับความเร็วจุดที่ 8 – ความเร็วจุดที่ 4 หารด้วยเวลา
    ระหว่างจุดที่ 4 – จุดที่ 8 เท่ากับ 4/50 วินาที