Height Measurement
การวัดความสูงของจรวด

แปลจาก email ของคุณ Wheeler

ความสูงของจรวด (ที่ไม่มีแรงต้านจากอากาศ หรือลูกบอลที่ถูกเตะขึ้นไปบนอากาศ) จะคำนวณได้จาก สมการฟิสิกส์ ของ J.E.Littlewood ผู้ซึ่ง ศึกษาศาสตร์ของการยิงปืนใหญ่ ของกองทัพอังกฤษ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1

h = g * t * t / 8

เมื่อ
g = ความเร่ง มีค่าเท่ากับ 9.8 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง
t = ระยะเวลาทั้งหมดที่จรวดเดินทาง (ตั้งแต่ยิง จนถึงกระทบพื้น) มีหน่วยเป็นวินาที
h = ความสูงที่จรวดเดินทาง มีหน่วยเป็นเมตร

ตัวอย่างเช่น จรวดที่ใช้เวลาเดินทาง 9 วินาที จะขึ้นไปได้สูง = 9.8*9*9/8 = 99 เมตร

ในสภาพจริง จรวดขวด PET ได้รับแรงต้าน จากอากาศ (ความฝึดระหว่างอากาศ ที่กระทำต่อผิวจรวด) ที่ขโมยพลังงานไปจากจรวดในช่วงขาขึ้น ทำให้ เวลา ขาขึ้น ของจรวดจริง มีค่าน้อยกว่า เวลาขาขึ้น ของจรวดที่ไม่มีแรงต้านอากาศ ( ในความสูงเดียวกัน จรวดที่มีแรงต้านอากาศ ต้องใช้พลังงาน ในการส่งมากกว่า)

อย่างไรก็ตาม แรงต้านจากอากาศ ก็ช่วยให้จรวดตกลงสู่พื้นช้าลงด้วย จรวดที่ไม่มีแรงต้านอากาศ จะใช้เวลาในการตก น้อยกว่า จรวดที่มีแรงต้านอากาศ ณ ความสูงเดียวกัน

ผลของแรงต้านอากาศขาขึ้น กับขาลง จะลบล้างกัน ทำให้สมการดังกล่าว มีความแม่นยำค่อนข้างมาก ภายใต้ข้อแม้ : (1) ไม่มีการใช้ร่ม ในการพยุงจรวด , และ (2) จรวดตกกระทบพื้นโดยใช้หัวลงก่อน

ข้อสังเกตุจากผู้แปล : ถึงแม้ว่าสมการดังกล่าว จะมีความแม่นยำสูง แต่เนื่องจาก เวลา (t) ที่ใช้ในการคำนวณ เป็นเวลายกกำลังสอง ทำให้ผู้เล่น ต้องใช้ความละเอียดแม่นยำ ในการจับเวลามาก

ลองดูการคำนวณจากตารางต่อไปนี้

t
วินาที
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
h
เมตร
1.225 4.9 11.025 19.6 30.625 44.1 60.025 78.4 99.225 122.5
ผลต่างความสูง
ใน 1 วินาที
1.225 3.675 6.125 8.575 11.625 13.475 15.925 18.375 20.825 23.275

จะเห็นว่า เมื่อ t มีค่าสูงขึ้น ค่าความสูง h ที่คำนวณได้ จะมีค่าสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว การจับเวลาผิดไป 1วินาที เช่น ระหว่าง 9 และ 10 วินาที จะทำให้เกิดผลต่างของความสูงถึง 23 เมตร




คำถาม? ข้อคิดเห็น! ข้อเสนอแนะ . . . ติดต่อกับเราได้ครับ
Water Rocket | Fun Science | กลับขึ้นข้างบน