คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 1
(a) โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 100,000 km/h
(b) ยานอวกาศต้องทำความเร็ว อย่างน้อยๆ 40,000 km/h (ความเร็วหลุดพ้น จากแรงโน้มถ่วงของโลก)
คำถาม 1
จาก (a) ถ้ามีผู้สังเกตุลอยนิ่งๆ อยู่นอกโลก เขาจะเห็นเราที่อยู่บนโลกเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100,000 mk/h ถูกต้องไหม ?
ตอบ ถูกต้องครับ หากผู้สังเกตุ (เขา) ลอยอยู่นอกโลกในกรอบอ้างอิงที่ 2
เขาจะเห็นว่า ตัวเราอยู่บนโลกที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100,000 Km/h ไปรอบดวงอาทิตย์
คำถาม 2
สมมติ ยานอวกาศ ทำความเร็วได้ 40,000 km/h เรียบร้อย หลุดออกวงโคจรโลกออกไปสักระยะทางนึงแล้ว
ถามว่า ความเร็วของยานอวกาศจริงๆ คือ 40,000 km/h หรือ 100,000 + 40,000 km/h
(รวมความเร็วของโลกที่โคจรรอบดวงอาทิย์ด้วยรึป่าว)
ตอบ อันนี้ ขึ้นกับกรอบอ้างอิงครับ ว่าเรามองโดยเอาจุดใดเป็นหลัก หากเอาผู้สังเกตุที่ลอยนิ่งในแกแลคซี่
เราก็จะเห็นจรวดเคลื่อนที่ใน 2 กรอบอ้างอิงพร้อมกัน คือ วิ่งจากผิวโลกที่ 40,000 Km/h (กรอบ 1)
และวิ่งแบบเอียง ๆ ไปพร้อมโลกเพื่อโคจรรอบดวงอาทิตย์ ที่ 100,000 Km/h (กรอบ 2)
และหากมองใหญ่กว่านั้น ก็จะเห็นจรวดเคลื่อนที่ทั้ง 2 แบบข้างบน และ เคลื่อนที่ไปพร้อมระบบสุริยะ
เพื่อโคจรรอบแกนกลางทางช้างเผือก ที่ 250 Km/วินาที (กรอบ 3) ดังนั้น จะเอาความเร็วใหนบวกกับความเร็วใหน
ขึ้นกับว่าเรามองจากกรอบใด แต่ปกติแล้วจะไม่มีการเอามาบวกกันครับ เราพิจารณาแค่กรอบใดเท่านั้น
หากพิจารณาให้ถูกต้อง ผู้สังเกตุจะเห็นยานอวกาศวิ่งที่ความเร็ว 100,000 Km/h
เพราะ 40,000 Km/h จะไม่เอามาบวก หรือ มาคิดด้วย เนื่องจากมันเป็นแค่การออกจากโลกเท่านั้น
ซึ่งเมื่อยานอวกาศออกจากโลกไปแล้ว มันก็สามารถ " แซง " โลกไปได้ เพราะมันมี 100,000 Km/h
อยู่แล้วตั้งแต่แรก แต่การพิจารณาแบบนี้ จะ งง ได้ง่าย เพราะเป็นการนำกรองอ้างอิงที่ 2 มาคิดด้วย
เราควรคิดแค่ว่า ยานลำนั้นออกจากโลกไปแล้ว และเดินทางไปใหนก็ได้ ไกลจากโลกเท่าใดก็ได้
โดยไม่ต้องไปคิดว่ามันจะวิ่งเร็ว 100,000 Km/h ได้อย่างไร เพราะเลข 100,000 นี้ คือความเฉื่อย
ที่มันมีตั้งแต่แรกครับ
สมมติถ้าคำตอบ ออกมาด้วยความเร็ว 40,000 mk/h เดิมๆ หลังจากหลุดวงโคจรสักพัก
เรา (ที่เป็นผู้สังเกตุ) จะเห็นว่า โลกแซงไปเราอย่างรวดเร็ว ถูกต้องไหม คือ จะเห็นโลกเร็ว 60,000 km/h รึป่าว ?
ตอบ หากคิดแบบนี้จะไม่ได้ครับ เพราะมันเป็นการสมมุติที่ผิดหลักการ
เพราะการที่จรวดจะถูกแซงที่ 100,000 - 40,000 คือ 60,000 Km/h นั้น จรวดอันนั้นจะต้อง
ขาดแรงเฉื่อยที่ 100,000 Km/h ตั้งแต่แรก สิ่งที่เป็นจริงคือ .... เมื่อปล่อยจรวดขึ้นไปที่ 40,000 Km/h
ตอนนั้นจรวดจะมีความเฉื่อนพร้อมโลกอยู่แล้วที่ 100,000 Km/h ด้วย ดังนั้นหากเราสมมุตให้
จรวดไม่มีความเฉื่อยพร้อมโลกจึงผิด ครับ
คำถามที่ 3
สมมติ ดาวเทียม ที่อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 160 km จะต้องทำความเร็ว 28,000 km/h เพื่อให้อยู่ในวงโครจร ของโลก
ถามว่า ผู้สังเกตุที่ลอยนิ่งอยู่นอกโลก จะเห็น ดาวเทียมนี้โคจร รอบโลกด้วยความเร็ว เท่าไร ?
ตอบ จะเห็นดาวเทียมโคจรที่ 28,000 Km/h ครับ เพราะนี่คือกรอบอ้างอิงที่ 1
ซึ่งเป็นกรอบแรกที่เราใช้พิจารณา และซับซ้อนน้อยที่สุดครับ
ภาพประกอบคำอธิาย สำหรับกรองอ้างอิงทั้ง 3
(b) ยานอวกาศต้องทำความเร็ว อย่างน้อยๆ 40,000 km/h (ความเร็วหลุดพ้น จากแรงโน้มถ่วงของโลก)
คำถาม 1
จาก (a) ถ้ามีผู้สังเกตุลอยนิ่งๆ อยู่นอกโลก เขาจะเห็นเราที่อยู่บนโลกเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100,000 mk/h ถูกต้องไหม ?
ตอบ ถูกต้องครับ หากผู้สังเกตุ (เขา) ลอยอยู่นอกโลกในกรอบอ้างอิงที่ 2
เขาจะเห็นว่า ตัวเราอยู่บนโลกที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100,000 Km/h ไปรอบดวงอาทิตย์
คำถาม 2
สมมติ ยานอวกาศ ทำความเร็วได้ 40,000 km/h เรียบร้อย หลุดออกวงโคจรโลกออกไปสักระยะทางนึงแล้ว
ถามว่า ความเร็วของยานอวกาศจริงๆ คือ 40,000 km/h หรือ 100,000 + 40,000 km/h
(รวมความเร็วของโลกที่โคจรรอบดวงอาทิย์ด้วยรึป่าว)
ตอบ อันนี้ ขึ้นกับกรอบอ้างอิงครับ ว่าเรามองโดยเอาจุดใดเป็นหลัก หากเอาผู้สังเกตุที่ลอยนิ่งในแกแลคซี่
เราก็จะเห็นจรวดเคลื่อนที่ใน 2 กรอบอ้างอิงพร้อมกัน คือ วิ่งจากผิวโลกที่ 40,000 Km/h (กรอบ 1)
และวิ่งแบบเอียง ๆ ไปพร้อมโลกเพื่อโคจรรอบดวงอาทิตย์ ที่ 100,000 Km/h (กรอบ 2)
และหากมองใหญ่กว่านั้น ก็จะเห็นจรวดเคลื่อนที่ทั้ง 2 แบบข้างบน และ เคลื่อนที่ไปพร้อมระบบสุริยะ
เพื่อโคจรรอบแกนกลางทางช้างเผือก ที่ 250 Km/วินาที (กรอบ 3) ดังนั้น จะเอาความเร็วใหนบวกกับความเร็วใหน
ขึ้นกับว่าเรามองจากกรอบใด แต่ปกติแล้วจะไม่มีการเอามาบวกกันครับ เราพิจารณาแค่กรอบใดเท่านั้น
หากพิจารณาให้ถูกต้อง ผู้สังเกตุจะเห็นยานอวกาศวิ่งที่ความเร็ว 100,000 Km/h
เพราะ 40,000 Km/h จะไม่เอามาบวก หรือ มาคิดด้วย เนื่องจากมันเป็นแค่การออกจากโลกเท่านั้น
ซึ่งเมื่อยานอวกาศออกจากโลกไปแล้ว มันก็สามารถ " แซง " โลกไปได้ เพราะมันมี 100,000 Km/h
อยู่แล้วตั้งแต่แรก แต่การพิจารณาแบบนี้ จะ งง ได้ง่าย เพราะเป็นการนำกรองอ้างอิงที่ 2 มาคิดด้วย
เราควรคิดแค่ว่า ยานลำนั้นออกจากโลกไปแล้ว และเดินทางไปใหนก็ได้ ไกลจากโลกเท่าใดก็ได้
โดยไม่ต้องไปคิดว่ามันจะวิ่งเร็ว 100,000 Km/h ได้อย่างไร เพราะเลข 100,000 นี้ คือความเฉื่อย
ที่มันมีตั้งแต่แรกครับ
สมมติถ้าคำตอบ ออกมาด้วยความเร็ว 40,000 mk/h เดิมๆ หลังจากหลุดวงโคจรสักพัก
เรา (ที่เป็นผู้สังเกตุ) จะเห็นว่า โลกแซงไปเราอย่างรวดเร็ว ถูกต้องไหม คือ จะเห็นโลกเร็ว 60,000 km/h รึป่าว ?
ตอบ หากคิดแบบนี้จะไม่ได้ครับ เพราะมันเป็นการสมมุติที่ผิดหลักการ
เพราะการที่จรวดจะถูกแซงที่ 100,000 - 40,000 คือ 60,000 Km/h นั้น จรวดอันนั้นจะต้อง
ขาดแรงเฉื่อยที่ 100,000 Km/h ตั้งแต่แรก สิ่งที่เป็นจริงคือ .... เมื่อปล่อยจรวดขึ้นไปที่ 40,000 Km/h
ตอนนั้นจรวดจะมีความเฉื่อนพร้อมโลกอยู่แล้วที่ 100,000 Km/h ด้วย ดังนั้นหากเราสมมุตให้
จรวดไม่มีความเฉื่อยพร้อมโลกจึงผิด ครับ
คำถามที่ 3
สมมติ ดาวเทียม ที่อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 160 km จะต้องทำความเร็ว 28,000 km/h เพื่อให้อยู่ในวงโครจร ของโลก
ถามว่า ผู้สังเกตุที่ลอยนิ่งอยู่นอกโลก จะเห็น ดาวเทียมนี้โคจร รอบโลกด้วยความเร็ว เท่าไร ?
ตอบ จะเห็นดาวเทียมโคจรที่ 28,000 Km/h ครับ เพราะนี่คือกรอบอ้างอิงที่ 1
ซึ่งเป็นกรอบแรกที่เราใช้พิจารณา และซับซ้อนน้อยที่สุดครับ
ภาพประกอบคำอธิาย สำหรับกรองอ้างอิงทั้ง 3
ทอภู่เท่า ถูกใจ, สมาชิกหมายเลข 1395114 ทึ่ง, สมาชิกหมายเลข 6594664 ถูกใจ, TonyHatesJazz ถูกใจ, เผือกแบบเงียบๆ ทึ่ง, MEngineer ถูกใจ, Istyle_Acura ทึ่ง, CHUMPLA ถูกใจ, SenP ถูกใจ, สมาชิกหมายเลข 1319269 ถูกใจรวมถึงอีก 10 คน ร่วมแสดงความรู้สึก
สุดยอดความคิดเห็น
ความคิดเห็นที่ 5
เพิ่มเติม:
Escape Velocity หรือ "ความเร็วหลุดพ้น" ที่ 40,020 km/h นั้นไม่ได้หมายความว่าวัตถุต้องมีความเร็วเท่านี้จึงจะออกจากโลกได้นะ
คุณจะออกจากโลกด้วยความเร็ว 100 km/h ก็ได้ แค่คุณใช้ไอพ่นช้าๆ ค่อยๆไป
แต่ Escape Velocity หมายความว่า "ถ้าคุณพุ่งขึ้นท้องฟ้าด้วยความเร็วเท่านี้ที่ผิวโลก คุณจะสามารถไปสูงจนออกนอกสนามแรงโน้มถ่วงโลกได้ โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มอีก"
จินตนาการถึงโจทย์ฟิสิกส์ม.ต้น (หรือปลาย?) ที่บอกว่า "โยนก้อนหินขึ้นฟ้าด้วยความเร็ว X ก้อนหินจะขึ้นไปสูงสุดที่กี่เมตร ก่อนที่จะตกลงมา"
เวลาคุณปาก้อนหินไป มันก็มีความเร็วตั้งต้น และก้อนหินก็ไม่มีเชื้อเพลิงเพิ่มเติมอีก พอมันพุ่งขึ้น มันก็จะโดนแรงดึงดูดของโลกดึงไว้ มันก็จะช้าลงเรื่อยๆ จนสุดท้ายก้อนหินก็จะหยุด แล้วก็ตกลงมา
ในสูตรนี้คุณจะใช้แรงดึงดูดโลกคงที่เสมอ แต่ถ้าคุณจะเอาละเอียดจริงๆ ยิ่งก้อนหินขึ้นไปสูงเท่าไหร่แรงดึงดูดโลกก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
Escape Velocity ก็มีความหมายแค่นี้ล่ะ
ถ้าคุณปาหินขึ้นฟ้าด้วยความเร็ว 40,200 km/h มันก็จะขึ้นไปเรื่อยๆ โดนแรงดึงดูดโลกให้ช้าลงเรื่อยๆ
แต่ยิ่งขึ้นสูงก็ยิ่งโดนแรงดึงดูดโลกน้อยลงเรื่อย พอสูงถึงจุดนึง มันก็ไกลจากแรงดึงดูดโลกพอที่มันจะไม่ตกลงมาอีก
ถ้าปา เท่า escape velocity เป๊ะๆ ตอนมันถึงขอบสนามแรงโน้มถ่วงโลก มันอาจจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว (เทียบกับโลก) แค่ 1 เมตร/วินาที ก็ได้
Escape Velocity หรือ "ความเร็วหลุดพ้น" ที่ 40,020 km/h นั้นไม่ได้หมายความว่าวัตถุต้องมีความเร็วเท่านี้จึงจะออกจากโลกได้นะ
คุณจะออกจากโลกด้วยความเร็ว 100 km/h ก็ได้ แค่คุณใช้ไอพ่นช้าๆ ค่อยๆไป
แต่ Escape Velocity หมายความว่า "ถ้าคุณพุ่งขึ้นท้องฟ้าด้วยความเร็วเท่านี้ที่ผิวโลก คุณจะสามารถไปสูงจนออกนอกสนามแรงโน้มถ่วงโลกได้ โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มอีก"
จินตนาการถึงโจทย์ฟิสิกส์ม.ต้น (หรือปลาย?) ที่บอกว่า "โยนก้อนหินขึ้นฟ้าด้วยความเร็ว X ก้อนหินจะขึ้นไปสูงสุดที่กี่เมตร ก่อนที่จะตกลงมา"
เวลาคุณปาก้อนหินไป มันก็มีความเร็วตั้งต้น และก้อนหินก็ไม่มีเชื้อเพลิงเพิ่มเติมอีก พอมันพุ่งขึ้น มันก็จะโดนแรงดึงดูดของโลกดึงไว้ มันก็จะช้าลงเรื่อยๆ จนสุดท้ายก้อนหินก็จะหยุด แล้วก็ตกลงมา
ในสูตรนี้คุณจะใช้แรงดึงดูดโลกคงที่เสมอ แต่ถ้าคุณจะเอาละเอียดจริงๆ ยิ่งก้อนหินขึ้นไปสูงเท่าไหร่แรงดึงดูดโลกก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
Escape Velocity ก็มีความหมายแค่นี้ล่ะ
ถ้าคุณปาหินขึ้นฟ้าด้วยความเร็ว 40,200 km/h มันก็จะขึ้นไปเรื่อยๆ โดนแรงดึงดูดโลกให้ช้าลงเรื่อยๆ
แต่ยิ่งขึ้นสูงก็ยิ่งโดนแรงดึงดูดโลกน้อยลงเรื่อย พอสูงถึงจุดนึง มันก็ไกลจากแรงดึงดูดโลกพอที่มันจะไม่ตกลงมาอีก
ถ้าปา เท่า escape velocity เป๊ะๆ ตอนมันถึงขอบสนามแรงโน้มถ่วงโลก มันอาจจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว (เทียบกับโลก) แค่ 1 เมตร/วินาที ก็ได้
แสดงความคิดเห็น
ความเร็วของยานอวกาศ เมื่ออยู่นอกโลก จริงๆแล้วจะมีความเร็วเท่ากับตอนที่เราออกมาจากโลกรึป่าว
(a) โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 100,000 km/h
(b) ยานอวกาศต้องทำความเร็ว อย่างน้อยๆ 40,000 km/h (ความเร็วหลุดพ้น จากแรงโน้มถ่วงของโลก)
คำถาม 1
จาก (a) ถ้ามีผู้สังเกตุลอยนิ่งๆ อยู่นอกโลก เขาจะเห็นเราที่อยู่บนโลกเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100,000 mk/h ถูกต้องไหม ?
คำถาม 2
สมมติ ยานอวกาศ ทำความเร็วได้ 40,000 km/h เรียบร้อย หลุดออกวงโคจรโลกออกไปสักระยะทางนึงแล้ว
ถามว่า ความเร็วของยานอวกาศจริงๆ คือ
- 40,000 km/h หรือ
- (100,000 + 40,000) km/h (รวมความเร็วของโลกที่โคจรรอบดวงอาทิย์ด้วยรึป่าว)
สมมติถ้าคำตอบ ออกมาด้วยความเร็ว 40,000 mk/h เดิมๆ หลังจากหลุดวงโคจรสักพัก
เรา (ที่เป็นผู้สังเกตุ) จะเห็นว่า โลกแซงไปเราอย่างรวดเร็ว ถูกต้องไหม คือ จะเห็นโลกเร็ว 60,000 km/h รึป่าว ?
คำถามที่ 3
สมมติ ดาวเทียม ที่อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 160 km จะต้องทำความเร็ว 28,000 km/h เพื่อให้อยู่ในวงโครจร ของโลก
ถามว่า ผู้สังเกตุที่ลอยนิ่งอยู่นอกโลก จะเห็น ดาวเทียมนี้โคจร รอบโลกด้วยความเร็ว เท่าไร ?
ถ้ามีอะไรผิดพลาดไป ขออภัยล่วงหน้า และน้อมรับฟังทุกความคิดเห็นที่เข้ามาแชร์ความรู้กันเล่นๆ ครับผม
ขอบคุณครับ