อัตราเร็ว

ฟิลลิปกำลังขับสกูตเตอร์เร็วแค่ไหนนะ? เขาใช้ความเร็วเท่าไหร่? ดูที่เครื่องวัดความเร็วสิ มันบอกว่า 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมงหมายความว่า ยังไงนะ? ฟิลลิปไม่ได้ขับไปไกล 20 กิโลเมตรซะหน่อย แล้วเขาก็คงไม่ขับไปนานเป็นชั่วโมงด้วย แต่ว่า ความเร็วของเขาก็ยังเป็น 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมงอยู่ดี นี่หมายความว่า ถ้าฟิลลิป เดินทางด้วยความเร็วคงที่ เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง เขาจะเคลื่อนที่ไปได้ 20 กิโลเมตร ถ้าเขาเดินทางสองชั่วโมง ระยะทางที่เขาเคลื่อนที่ก็จะเป็น 40 กิโลเมตร ความเร็วคูณด้วยเวลาเท่ากับระยะทาง ฟิลลิปเดินทางด้วยความเร็ว 20 ไม่สิ 25 กิโลเมตรต่อชั่วโมง 30 แล้ว ช้าๆหน่อยฟิลลิป แล้วเราควรเอาความเร็วไหนไปใส่ ในสูตรคำนวนของเราล่ะ? ในเมื่อความเร็วเปลี่ยนไปเปลี่ยนมาตลอด แบบนี้ ที่วัดความเร็วบอกเราว่าสกูตเตอร์ เคลื่อนที่เร็วแค่ไหนในตอนนี้ มันบอกความเร็ว ณ ตอนนั้น แต่นี่ไม่ได้ช่วยอะไรฟิลลิปเท่าไหร่ เขาอยากรู้ความเร็วทั้งหมดในการเดินทาง ของเขา บางทีเขาน่าจะจดความเร็ว ณ ตอนนั้นของเขา ไว้เรื่อยๆนะ เช่นทุกๆห้าวินาที แล้วค่อยคำนวนหา ค่าเฉลี่ยเอา ไม่ดีกว่า ฟังดูอันตราย มีวิธีคำนวนที่ง่ายกว่านั้น ในการหาความเร็วของการเดินทางทั้งหมด ถึงแม้ว่าความเร็วจะเปลี่ยนไปเปลี่ยนมา ตลอดก็ตาม และมันก็เขียนอยู่ตรงที่วัดความเร็วนั่นไง ว่ากิโลเมตรต่อชั่วโมง กิโลเมตรหารด้วยชั่วโมง ระยะทางหารด้วยเวลาเท่ากับความเร็ว ฟิลลิปเดินทางมาสี่กิโลเมตร ด้วยเวลาหนึ่งส่วนสี่ชั่วโมง สี่กิโลเมตรหารด้วยหนึ่งส่วนสี่ชั่วโมง สี่หารหนึ่งส่วนสี่ได้ 16 ฟิลลิปเดินทางไปที่ร้านขายยา ด้วยความเร็วเฉลี่ย 16 กิโลเมตรต่อชั่วโมง มาสร้างแผนภาพที่ช่วย อธิบายความเร็วกันเถอะ แกน x คือเวลาที่มีหน่วยเป็นชั่วโมง แกน Y คือระยะทางที่มีหน่วยเป็นกิโลเมตร นี่คือการเดินทางไปที่ร้านขายยาของฟิลลิป เริ่มจากช้าก่อน แล้วค่อยเร็วขึ้น จากนั้นก็หยุดติดไฟแดงทำให้ ระยะทางไม่เปลี่ยนแปลง ไปพักหนึ่ง แต่เวลายังคงเดินต่อไป ไฟเขียวแล้ว เขาขับต่อไป ด้วยความเร็วที่มากขึ้น และเขาก็ถึงร้านในที่สุด ระยะทางตอนนี้คือสี่กิโลเมตร เวลาคือหนึ่งส่วนสี่ชั่วโมง แต่ไหนคือความเร็วในแผนภาพของเราล่ะ? เราสามารถดูจากแผนภาพได้ไหมว่า ฟิลลิปเคลื่อนที่เร็วที่สุดตอนไหน ความเร็วคือความชันของเส้นกราฟ การที่เส้นกราฟตั้งชัน หมายถึง ฟิลลิปกำลังขับไปด้วยความเร็วสูง ในเวลาอันสั้น เวลาที่เส้นกราฟแบน แปลว่าระยะทางไม่มีการ เปลี่ยนแปลง ฟิลลิปอยู่เฉยๆ จำได้ไหมว่าเราคำนวนความเร็วเฉลี่ยยังไง? กิโลเมตรต่อชั่วโมง ระยะทางหารด้วยเวลา ถ้าฟิลลิปเดินทางด้วย ความเร็วคงที่ตลอด เขาจะใช้เวลาในการเดินทาง เท่าเดิม ลองคิดดูได้ไหม ว่าเราจะเขียน การเดินทาง ลงไปในแผนภาพยังไง ถ้าความเร็วคงที่ตลอด? มันจะหน้าตาเป็นแบบนี้ ความเร็วคือความชันของเส้นกราฟ และถ้าความเร็วคงที่ กราฟก็จะชันเท่าเดิมตลอดแนว เมื่อเราพูดถึงสกูตเตอร์ และรถ เรามักจะวัดความเร็วด้วยหน่วย เป็นกิโลเมตร หรือเป็นไมล์ต่อชั่วโมง แต่ในฟิสิกส์ เราใช้หน่วยเป็นวินาที หนึ่งเมตรต่อวินาทีนั้น เท่ากับ 3.6 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง เพราะว่าหนึ่งชั่วโมง มี 3600 วินาที ส่วนหนึ่งกิโลเมตรมี 1000 เมตร ตราบใดที่เราใช้หน่วยๆเดิม ตลอดการคำนวน สามเหลี่ยมเล็กๆนี้จะสามารถช่วยเรา ในการแก้โจทย์ที่เกี่ยวกับความเร็วได้ เกือบทั้งหมด ความเร็วเท่ากับระยะทางหารเวลา ระยะทางเท่ากับความเร็วคูณเวลา เวลาเท่ากับระยะทางหารความเร็ว