ฟิสิกส์ ม.4 – การเคลื่อนที่แนวตรง สรุปเนื้อหา + สูตร + ข้อสอบพร้อมเฉลย

หน้าหลัก » article » ฟิสิกส์ ม.4 – การเคลื่อนที่แนวตรง สรุปเนื้อหา + สูตร + ข้อสอบพร้อมเฉลย

July 17, 2024

น้อง ๆ รู้รึเปล่าว่า การเคลื่อนที่แนวตรง นับเป็นบทหลักบทใหญ่ของฟิสิกส์ ม.ปลาย ที่มีเนื้อหาสำคัญให้ได้เรียนรู้กันหลายส่วน แถมยังเป็นบทที่รุ่นพี่ทุกคนยอมรับโดยทั่วกันว่า ออกข้อสอบในทุกสนามสำคัญอีกด้วย

การเคลื่อนที่แนวตรง ม.4 จึงเป็นอีกหนึ่งบทที่น้อง ๆ ควรเรียนรู้และทำความเข้าใจเนื้อหา เพื่อปูพื้นฐานสำหรับต่อยอดในการเรียนฟิสิกส์ ม.ปลาย บทอื่น ๆ รวมทั้งเตรียมพร้อมสำหรับการสอบเข้ามหาวิทยาลัยในระบบ TCAS ด้วยนั่นเอง

แล้วในบทการเคลื่อนที่แนวตรงนี้ น้อง ม.ปลาย จะได้เรียนเรื่องอะไร? มีสูตรอะไรบ้าง? จุดไหนสำคัญ? หัวข้อไหนห้ามพลาด? แนวข้อสอบเป็นยังไง? “พี่ลูกตาล – ดร.ธนัชพร วงศ์เวียน” สรุปมาให้ครบทุกประเด็นแล้ว ตามไปดูพร้อมกันได้เลย!!

เนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 (เทอม 1 - 2) ตามหลักสูตร สสวท.

พี่ลูกตาลขอชวนน้อง ๆ มาดู เนื้อหาฟิสิกส์ ม.ปลาย หลักสูตร สสวท. ว่าสำหรับฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 และเทอม 2 ในแต่ละเทอมจะได้เรียนเนื้อหากลุ่มไหนและมีหัวข้ออะไรบ้างก่อนเลยค่ะ

ฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 เรียนอะไรบ้าง?

กลุ่มเนื้อหาฟิสิกส์ ม.ปลาย ที่น้อง ๆ จะได้เรียนกันในเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 คือ กลุ่มกลศาสตร์ 1 ที่เป็นเนื้อหาเริ่มต้นของกลศาสตร์พื้นฐาน แล้วยังถือเป็นเนื้อหากลุ่มใหญ่ของฟิสิกส์ ม.ปลาย อีกด้วย ซึ่งเนื้อหาในกลุ่มนี้ประกอบด้วย

บทที่ 1 ธรรมชาติและพัฒนาการทางฟิสิกส์
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
บทที่ 3 แรงและกฎการเคลื่อนที่

ฟิสิกส์ ม.4 เทอม 2 เรียนอะไรบ้าง?

สำหรับฟิสิกส์ ม.ปลาย ในส่วนของฟิสิกส์ ม.4 เทอม 2 น้อง ๆ ก็ยังคงได้เรียนเนื้อหากลุ่มกลศาสตร์ ที่ต่อเนื่องมาจากเนื้อหาที่ได้เรียนกันมาแล้วในเทอม 1 โดยเนื้อหาของ กลุ่มกลศาสตร์ 2 ประกอบด้วย

บทที่ 4 สมดุลกล
บทที่ 5 งานและพลังงาน
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แนวโค้ง

พอดูภาพรวมเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 ที่พี่ลูกตาลสรุปมาดูให้ด้านบน น้อง ๆ ก็จะเห็นว่า การเคลื่อนที่แนวตรง เป็นเนื้อหาบทที่ 2 ในกลุ่มกลศาสตร์ 1 ของฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 นั่นเอง

ภาพรวมเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 บทการเคลื่อนที่แนวตรง

หลังจากที่เห็นภาพรวมคร่าว ๆ ของเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 ทั้งเทอม 1 และเทอม 2 แล้ว คราวนี้ตามพี่ลูกตาลมาเจาะลึกเนื้อหา บทการเคลื่อนที่แนวตรง เลยดีกว่า

สำหรับบทการเคลื่อนที่แนวตรง ในวิชาฟิสิกส์ (เพิ่มเติม) ระดับชั้น ม.ปลาย ถือว่าเป็นบทหนักหน่วงของน้อง ๆ ม.ปลาย หลายคนเลยก็ว่าได้ เพราะเป็นบทแรกที่เข้าเนื้อหาฟิสิกส์อย่างเป็นจริงเป็นจัง

(บทแรกตามหลักสูตร สสวท. คือ บทธรรมชาติและพัฒนาการทางฟิสิกส์ ที่เปรียบเสมือนการเกริ่นนำวิชาและเรียนรู้เนื้อหาทางวิทยาศาสตร์พื้นฐาน โดยมุ่งเน้นด้านการวัด การบันทึกผล และการรายงานผลจากการทดลอง)

ก่อนอื่นพี่ลูกตาลอยากให้น้อง ๆ ได้มองภาพรวมขององค์ประกอบภายในบทการเคลื่อนที่แนวตรงผ่าน “แผนผังมโนทัศน์ (Mind Map) บทการเคลื่อนที่แนวตรง ฟิสิกส์ ม.ปลาย” ข้างล่างนี้ เพื่อที่น้อง ๆ จะได้ประเมินเนื้อหาโดยรวมว่า บทนี้ประกอบด้วยเนื้อหาที่สำคัญอะไรบ้าง? แต่ละหัวข้อมีความใหญ่โตมากแค่ไหน?

เนื้อหาบทการเคลื่อนที่แนวตรง

1. ปริมาณพื้นฐานของการเคลื่อนที่

สเกลาร์ VS เวกเตอร์
- สเกลาร์
  - ระยะทาง
  - อัตราเร็ว
  - อัตราเร่ง
- เวกเตอร์
  - การกระจัด
  - ความเร็ว
  - ความเร่ง
ค่าเฉลี่ย VS ค่าขณะใดขณะหนึ่ง

2. เครื่องเคาะสัญญาณเวลา

3. สมการการเคลื่อนที่

ความเร็วคงที่
ความเร่งคงที่

4. กราฟการเคลื่อนที่

กราฟเส้นตรง
กราฟเส้นโค้ง

5. การเคลื่อนที่แนวดิ่งแบบเสรี

ลักษณะสำคัญของการเคลื่อนที่
การคำนวณ
กราฟการเคลื่อนที่
การแปลงกราฟการเคลื่อนที่

6. ระยะทางในช่วงวินาทีใด ๆ

7. ความเร็วสัมพัทธ์ (Relative Velocity)

8. รูปแบบการเคลื่อนที่แนวตรงที่น่าสนใจ

การปล่อย / ขว้างวัตถุจากยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง
การเคลื่อนที่ของวัตถุหลายชิ้น
การเคลื่อนที่ของวัตถุเดียวแบบหลายตอน

ถ้าดูจาก “แผนผังมโนทัศน์ (Mind Map) บทการเคลื่อนที่แนวตรง ฟิสิกส์ ม.ปลาย” น้อง ๆ จะเห็นว่า พี่ลูกตาลได้เพิ่มเติมหัวข้อสำคัญสำหรับน้อง ม.ปลาย ที่ห้ามพลาด (ขีดเส้นใต้ย้ำอีกครั้งว่า ห้ามพลาด!!!) เพื่อเสริมความแข็งแกร่งในการสอบแข่งขันสอบเข้ามหาวิทยาลัยในระบบ TCAS ปัจจุบันให้เป็นที่เรียบร้อยแล้ว ดังนั้นไม่ต้องตกใจจนเกินไป (อนุญาตให้ตกใจได้เล็กน้อย 55+ 🤣) เพราะบางโรงเรียนอาจจะมีหัวข้อไม่มากเท่าในแผนผังมโนทัศน์ของพี่ลูกตาลค่ะ

สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 - การเคลื่อนที่แนวตรง

ปริมาณพื้นฐานของการเคลื่อนที่

ในเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 บทการเคลื่อนที่แนวตรง หัวข้อที่ 1 ปริมาณพื้นฐานของการเคลื่อนที่ น้อง ๆ จะได้รู้จักปริมาณพื้นฐานของการเคลื่อนที่ซึ่งอยู่ในรูปแบบตัวแปร $s$ $v$ $a$ ทั้งในรูปแบบ “สเกลาร์” และ “เวกเตอร์”

ปริมาณสเกลาร์ (Scalar) คือ ปริมาณที่มี ขนาด ซึ่งต้องการการบอก ขนาด ในการสื่อสารให้ตรงกัน
ปริมาณเวกเตอร์ (Vector) คือ ปริมาณที่มี ขนาดและทิศทาง ซึ่งต้องการการบอก ขนาดและทิศทาง ในการสื่อสารให้ตรงกัน

ปริมาณเวกเตอร์จะมีสัญลักษณ์แสดงการเป็นเวกเตอร์ ⇀ หรือ → กำกับที่ด้านบนตัวแปร เช่น $\overrightarrow{s}$ แทนปริมาณเวกเตอร์ $s$ ซึ่งในหัวข้อนี้ $\overrightarrow{s}$ หมายถึง การกระจัด ซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ ขนาดความยาวของลูกศร (หรือ ตัวเลขแทนความยาว) แสดงขนาดของเวกเตอร์ และทิศทางที่ลูกศรชี้ (หรือ ค่ามุมที่ทำกับแกนมาตรฐาน) แสดงทิศทางของเวกเตอร์ เป็นต้น

เมื่อแยกพิจารณาตัวแปร $s$ $v$ $a$ ทั้ง 2 รูปแบบปริมาณ จะสามารถสรุปใจความได้ดังนี้

จุดสำคัญของบท “การเคลื่อนที่แนวตรง” ที่น้อง ๆ ต้องรู้!

สมการการเคลื่อนที่

หัวข้อต่อไปในบทการเคลื่อนที่แนวตรง ม.4 ที่พี่ลูกตาลจะพาไปดูกัน ก็คือ สมการการเคลื่อนที่ ค่ะ เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุใด ๆ ในช่วงเวลาหนึ่ง $(t)$ น้อง ๆ จะเห็นว่าในช่วงของการเคลื่อนที่นั้น มี ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ทั้งหมด 5 ปริมาณ คือ

1. ความเร็วของวัตถุ ณ ตำแหน่งเริ่มต้นของการพิจารณา : ความเร็วต้น $(\overrightarrow{u})$

2. ความเร็วของวัตถุ ณ ตำแหน่งสิ้นสุดของการพิจารณา : ความเร็วปลาย $(\overrightarrow{v})$

3. การกระจัดของวัตถุที่เคลื่อนที่ระหว่างจุดเริ่มต้นถึงจุดสิ้นสุด : การกระจัด $(\overrightarrow{s})$

4. ระยะเวลาที่ใช้ ในการเคลื่อนที่ระหว่างจุดเริ่มต้นถึงจุดสิ้นสุด : เวลา $(t)$

5. ความเร่งของวัตถุ ในการเคลื่อนที่ระหว่างจุดเริ่มต้นถึงจุดสิ้นสุด : ความเร่ง $(\overrightarrow{a})$

โดยสามารถเขียนปริมาณต่าง ๆ เหล่านี้ ใน แผนภาพจำลองการเคลื่อนที่ ได้ดังภาพด้านล่างนี้เลย

และเพื่อให้ง่ายต่อการเรียกใช้ตัวแปรต่าง ๆ เหล่านี้ น้อง ม.ปลาย อาจพบการเขียนสัญลักษณ์ตัวแปรปริมาณเวกเตอร์ โดยการละทิ้งเครื่องหมายเวกเตอร์ที่ด้านบนตัวแปร

แต่พี่ลูกตาลอยากให้น้อง ๆ พึงระลึกไว้เสมอว่า ปริมาณใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์จะยังคงเป็นเวกเตอร์เช่นเดิม และเราสามารถเรียกใช้ความเป็นเวกเตอร์ของปริมาณเหล่านั้นได้ทุกเมื่อที่มีการพิจารณาคุณสมบัติความเป็นเวกเตอร์นั้นค่ะ

การเคลื่อนที่แนวตรง สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 รูปแบบพื้นฐาน โดยพิจารณาจากความเร็วต้นเทียบกับความเร็วปลายของวัตถุ นั่นคือ

รูปแบบที่ 1 ความเร็วต้น $(u)$ เท่ากับ ความเร็วปลาย $(v)$ => “ความเร็วคงที่” (ความเร่ง = 0)

รูปแบบที่ 2 ความเร็วต้น $(u)$ ไม่เท่ากับ ความเร็วปลาย $(v)$ แต่การเปลี่ยนแปลงของความเร็วต้นต่อเวลา เท่ากับ การเปลี่ยนแปลงของความเร็วปลายต่อเวลา => ความเร็วไม่คงที่ แต่ “ความเร่งคงที่”

(สำหรับกรณี ความเร็วต้น $(u)$ ไม่เท่ากับ ความเร็วปลาย $(v)$ และ การเปลี่ยนแปลงของความเร็วต้นต่อเวลา ไม่เท่ากับ การเปลี่ยนแปลงของความเร็วปลายต่อเวลา ซึ่งก็คือกรณี ความเร็วไม่คงที่ และ ความเร่งไม่คงที่ ด้วย น้อง ๆ อาจได้เรียนในเนื้อหาฟิสิกส์ระดับสูงขึ้นไป ขึ้นอยู่กับสาขาที่น้อง ๆ เรียนในระดับมหาวิทยาลัยค่ะ)

สำหรับการเคลื่อนที่แนวตรง รูปแบบที่ 2 ความเร่งคงที่ มีสูตรที่สามารถเลือกใช้ในการคำนวณได้ทั้งหมด 5 สูตร ซึ่งพี่ลูกตาลพบว่าน้อง ๆ หลายคนมักเจอปัญหาในการเลือกสูตร ไม่รู้ว่าควรจะใช้สูตรใดในการหาคำตอบ รวมถึงมีการจำสลับสับเปลี่ยนสูตรไป-มา ทำให้เกิดการนึกวกวนแต่สูตรเดิม ๆ ซ้ำ ๆ จนไม่สามารถใช้สูตรในการหาคำตอบได้

เทคนิคการเรียบเรียงสูตร ตามหลักการ “Mr. suvat”

แต่อย่ากังวลค่ะ! พี่ลูกตาลจะช่วยกำจัดปัญหาเหล่านี้ให้กับน้อง ๆ ด้วยการกำหนด เทคนิค (Trick) การเรียบเรียงสูตร ตามหลักการ “Mr. suvat” (มิสเตอร์สุวัฒน์) โดยมีหลักการนำไปใช้ดังนี้

ตัวแปร $s$ $u$ $v$ $a$ $t$ ถูกนำมาใช้เป็น Keyword ในการเรียกใช้สูตร 5 สูตรตามลำดับ 1 – 5 โดยตัวแปรแต่ละตัวนี้ จะเป็นตัวแปรที่ไม่มีข้อมูลจากโจทย์มาให้และไม่ได้ต้องการหาค่าจากคำถามของโจทย์ ซึ่งจะไม่มีตัวแปรนั้น ๆ ในสูตรที่มันกำกับอยู่นั่นเอง

💡 ยกตัวอย่างเช่น

ใน สูตรที่ 1 $v = u + at$ มีตัวแปรในสูตรทั้งหมด 4 ตัว คือ $v$ $u$ $a$ และ $t$ โจทย์อาจให้ค่าตัวแปร 3 ตัวใด ๆ ในนี้ และถามหาค่าตัวแปร 1 ตัวที่เหลือ โดยไม่มีการสนใจ / พิจารณา ตัวแปร $s$ ซึ่งเป็นตัวแปรกำกับของสูตรที่ 1 นี้เลย

การพิจารณาตัวแปรที่ขาดหายไป 1 ตัว จาก 5 ปริมาณในแต่ละช่วงของการเคลื่อนที่ (ตามที่พี่ลูกตาลได้พูดถึงไปแล้วในช่วงต้นบทความ) จะช่วยให้น้อง ๆ เลือกสูตรได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ลดระยะเวลาในการทำโจทย์ข้อสอบแข่งขันลงได้เยอะเลย

อย่าลืมนะคะ ว่าในระบบ TCAS ปัจจุบัน ข้อสอบฟิสิกส์ A-Level มีทั้งหมด 30 ข้อ (ปรนัย 25 ข้อ + อัตนัย 5 ข้อ) และน้อง ๆ จะมีเวลาทำข้อสอบแค่ 90 นาทีเท่านั้น! เฉลี่ยข้อละ 3 นาที!! นี่ยังต้องหักลบกับการอ่านโจทย์และความตื่นเต้นในห้องสอบอีกด้วย!!!

Checklist จุดสำคัญของบทการเคลื่อนที่แนวตรง ที่น้อง ๆ ห้ามพลาด

นอกจากจะทำสรุปเนื้อหาและสูตรที่ต้องรู้ของบทการเคลื่อนที่แนวตรง ฟิสิกส์ ม.ปลาย มาฝากกันในบทความนี้แล้ว พี่ลูกตาลยังทำ Checklist เนื้อหาสำคัญของบทการเคลื่อนที่แนวตรง ม.4 มาแจกกันด้วย ซึ่งจุดสำคัญที่น้อง ๆ ห้ามพลาดเด็ดขาด ได้แก่

📌 Checklist จุดสำคัญที่น้อง ๆ ห้ามพลาด!

✔ กราฟการเคลื่อนที่

✔ การเคลื่อนที่แนวดิ่งแบบเสรี (การตกอิสระภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก)

✔ ระยะทางในช่วงวินาทีใด ๆ

✔ ความเร็วสัมพัทธ์

✔ รูปแบบการเคลื่อนที่แนวตรงที่น่าสนใจต่าง ๆ เช่น การปล่อย / ขว้างวัตถุจากยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง, การเคลื่อนที่ของวัตถุหลายชิ้น และการเคลื่อนที่ของวัตถุเดียวแบบหลายตอน เป็นต้น

แนวข้อสอบฟิสิกส์ ม.ปลาย พร้อมเฉลย : บทการเคลื่อนที่แนวตรง

หลังจากที่อ่านสรุปเนื้อหาฟิสิกส์ ม.4 บทการเคลื่อนที่แนวตรง และปักหมุดจุดสำคัญที่ห้ามพลาดของบทนี้แล้ว น้อง ๆ หลายคนคงอยากจะรู้ว่าข้อสอบเรื่องการเคลื่อนที่แนวตรง แนวโจทย์เป็นยังไง? ความยาก – ง่ายประมาณไหน?

พี่ลูกตาลจึงนำ ตัวอย่างข้อสอบบทการเคลื่อนที่แนวตรง พร้อมเฉลยละเอียด ทั้งการแก้โจทย์ด้วยวิธีธรรมดา และการแก้โจทย์ด้วยวิธีกราฟ มาให้ได้ลองฝึกซ้อมมือและเรียนรู้วิธีแก้โจทย์กันค่ะ

โจทย์การเคลื่อนที่แนวตรง - ฟิสิกส์ ม.ปลาย

เฉลยโจทย์การเคลื่อนที่แนวตรง วิธีที่ 1 : แก้โจทย์ด้วยวิธีธรรมดา

ถ้าน้อง ๆ ยังไม่ค่อยเข้าใจ ก็ตามมาดูพี่ลูกตาล สอนแก้โจทย์การเคลื่อนที่แนวตรงด้วยวิธีตรง (วิธีธรรมดา) ได้ในคลิปด้านล่างนี้เลย!

เฉลยโจทย์การเคลื่อนที่แนวตรง วิธีที่ 2 : แก้โจทย์ด้วยวิธีกราฟ

น้อง ๆ ที่อยากรู้ วิธีแก้โจทย์การเคลื่อนที่แนวตรงด้วยวิธีลัด (วิธีกราฟ) แบบอธิบายละเอียดยิบทีละขั้นตอน กดดูคลิปสอนแก้โจทย์ด้านล่างนี้ได้เลยค่ะ!

ติวฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 กับ WE BY THE BRAIN พร้อมพิชิตเกรด 4 และสนามสอบเข้ามหาวิทยาลัย

ฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 รวมทุกบท

กลุ่ม A กลศาสตร์ 1

การเคลื่อนที่แนวตรง

พี่ลูกตาลหวังว่า ฟิสิกส์ ม.4 – บทการเคลื่อนที่แนวตรง ที่พี่ลูกตาลสรุปมาฝากกันในวันนี้ จะช่วยให้น้อง ๆ มองเห็นภาพรวมของเนื้อหา และเตรียมพร้อมรับมือกับวิชาฟิสิกส์ในระดับ ม.ปลาย ได้ดียิ่งขึ้นนะ

แต่สำหรับใครที่ลองเรียนด้วยตัวเองแล้วคิดว่าไปต่อไม่ไหว หรืออยากได้ตัวช่วยติวฟิสิกส์ ม.ปลาย ให้พื้นฐานแน่นยิ่งขึ้น ก็มาเจอกับพี่ลูกตาลใน คอร์สฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 รวมทุกบท ที่ “เดอะเบรน” ได้เลย

สมัครคอร์สนี้ดียังไง?

✔ เนื้อหาครบ เข้มข้น ครอบคลุม ตรงตามหลักสูตร

✔ อธิบายอย่างละเอียดเป็นลำดับขั้น สร้างพื้นฐานกระบวนการคิดที่แข็งแกร่ง

✔ เน้นทุกจุดสำคัญของวิชาฟิสิกส์ พร้อมเรียนรู้เทคนิคการแก้โจทย์อย่างถูกต้องและรวดเร็ว

✔ พาตะลุยโจทย์แบบฝึกหัดหลากหลายแนว ตั้งแต่ระดับพื้นฐาน ข้อสอบโรงเรียน ไปจนถึงข้อสอบแข่งขันต่าง ๆ ทั้งในประเทศและต่างประเทศ

ถ้าน้อง ๆ อยากจะได้ความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์ และไม่พลาดสาระดี ๆ จาก “พี่ลูกตาล” ไม่ว่าจะเป็นสรุปเนื้อหา เจาะลึกแนวข้อสอบสนามสำคัญ หรือแจกเคล็ดลับการเรียน ก็รีบกดติดตามได้ที่ช่องทางเหล่านี้เลย!!

ฟิสิกส์, ฟิสิกส์ ม.4, ฟิสิกส์ ม.ปลาย, การเคลื่อนที่แนวตรง

ดร.ธนัชพร วงศ์เวียน (พี่ลูกตาล)

ปริญญาเอก Engineering Management, SIIT, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (TU) ทุนโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก โดย สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ประสบการณ์สอนวิชาฟิสิกส์ มากกว่า 12 ปี