อุบัติเหตุบนท้องถนนเกิดจากคนขับจริงหรือ

ราว 25% ของอุบัติเหตุทางรถยนต์ ที่เกิดขึ้นในขณะนี้ มาจากการขับรถแบบขาดสมาธิ (DWD) 

           ตัวอย่างของการขับรถโดยไม่ใช้สมาธิอย่างเต็มที่ ที่พบเห็นกันได้บ่อยๆ นั้น ก็คือการสาละวนเปลี่ยนเครื่องวิทยุ หรือเปลี่ยนซีดี หรือการก้มลงเก็บของที่พื้น หรือการไล่ตบแมลง แต่ในยุคของ SMS และ Cell Phone สถิติบอกว่า ประมาณ 10% ของเด็กวัยรุ่นหนุ่มสาวอเมริกาอายุระหว่าง 16-24 ปี ขับรถไปด้วย คุยโทรศัพท์มือถือไปด้วย โดยไม่ใช้ Bluetooth หรือแม้กระทั่งส่ง SMS ที่ความเร็วประมาณ 90 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง ในบางกรณี ตำรวจทางหลวงในสหรัฐพบว่า นักขับขี่ยวดยานนั้น มีพฤติกรรมที่เหลือเชื่อ อย่างเช่นขับรถไป โกนหนวดไป ให้นมลูกไป ฝึกเพราะกายด้ายการยกน้ำหนัก เปลี่ยนคอนแทคเลนส์ ตะไบเล็บ หรือแม้กระทั่งทาสีเล็บเท้าเป็นต้น(อ่านเพิ่มเติม  คลิก)

           ข่าวดังกล่าว  จะพบว่าเกิดความเสียหายจากการชนของรถที่เคลื่อนที่มาด้วยความเร็วสูง  เมื่อเกิดอุบัติเหตุหรือการชนขึ้นจะเกดความเสียหายมากน้อยแค่ไหนนั้น  ขึ้นอยู่กับปริมาณทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า  โมเมนตัม  โมเมตัมคืออะไร  เกี่ยวข้องปริมาณใดในทางฟิสิกส์บ้าง

          เกี่ยวข้องกับ    เนื้อหาสาระ หน่วยการเรียนรู้  เรื่อง  โมเมนตัม  เหมาะสำหรับนักเรียนช่วงชั้นที่ 3-4

         ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง

             1.  นักเรียนมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับ  โมเมนตัม และการชน

         โมเนตัม คืออะไร

                    โมเมนตัม หมายถึง ความสามารถในการเคลื่อนที่ของวัตถุ ซึ่งมีค่าเท่ากับผลคูณระหว่าง มวล และ ความเร็ว ของวัตถุ มวลเป็นปริมาณ สเกลาร์ แต่ความเร็วเป็นปริมาณ  เวกเตอร์ เมื่อนำปริมาณทั้งสองเข้าคูณด้วยกัน ถือว่าปริมาณใหม่เป็นปริมาณเวกเตอร์เสมอ ฉะนั้นโมเมนตัมจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ คือมีทั้งขนาดและทิศทาง

เป็นปริมาณการเคลื่อนที่ของวัตถุ ซึ่งปริมาณนี้จะบอกถึงความพยายามที่วัตถุจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าปริมาณโมเมนตัมที่กำหนดขึ้นนี้ มีขนาดมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับมวลและความเร็วของวัตถุในขณะนั้น ตามความสัมพันธ์ว่า
โมเมนตัม = มวล x ความเร็ว

       การชนกัน และพลังงานจลน์ในการชน

       การชนแบบยืดหยุ่น (elastic collision) 
เมื่อชนแล้ววัตถุจะแยกออกจากกัน โมเมนตัมก่อนชน = หลังชน, พลังงานจลน์ของวัตถุก่อนและหลังชนมีค่าเท่ากัน
นอกจากนี้สำหรับการชนกันใน 1 มิติ มีลักษณะที่น่าสังเกตคือ
         ศึกษารายละเอียดเพิ่มเติม  คลิก

การชน
          การชนเป็นกระบวนการที่วัตถุกระทบกันในช่วงเวลาที่สั้นมากจนเกินที่สายตาจะสังเกตลักษณะต่าง ๆ ขณะชนได้  ขณะชนจะเกิดแรงดลที่วัตถุแต่ละก้อนโดยขนาดของแรงเท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม
         การชนของวัตถุสองสิ่งในวิชาฟิสิกส์ มีสองประเภท  คือการชนแบบวัตถุสัมผัสกัน เช่น รถชนกัน และการชนแบบไม่สัมผัสกัน เช่น การชนของแม่เหล็กขั้วเหมือนกัน และการชนของประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน
         ถ้าพิจารณาที่ทิศทางของการชน จะแบ่งการชนได้สามแบบ
           1. การชนใน 1 มิติ หรือการชนในแนวตรง  หมายถึงการชนกันของวัตถุซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกัน แนวการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสองก่อนชนและหลังชนอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน  แนวของการชนจะผ่านจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุ
           2.  การชนใน 2 มิติ หรือการชนในแนวเฉียง  หมายถึงการชนของวัตถุซึ่งอยู่บนระนาบเดียวกัน แต่แนวของการชนไม่ผ่านจุดศูนย์กลางมวล  แนวการเคลื่อนที่ของวัตถุก่อนชนและหลังชนไม่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน
           3.  การชนใน 3 มิติ  หมายถึงการชนกันของวัถุตุซึ่งแนวการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสองทั้งก่อนชนและหลังชนไม่จำเป็นต้องอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน และไม่จำเป็นต้องอยู่ในระนาบเดียวกัน

       ถ้าพิจารณาถึงพลังงานจลน์ก่อนชนและหลังชนของวัตถุ  จะแบ่งการชนได้สองแบบ
           1.  การชนแบบยืดหยุ่น  หมายถึงเมื่อเกิดการชนกันแล้ว พลังงานจลน์จะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานเสียงน้อยมาก  ในทางอุดมคติ ถ้าพลังงานจลน์ไม่มีการสูญเสียเลย  เราเรียกว่าการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์  การชนแบบนี้ทั้งโมเมนตัมและพลังงานจลน์ของระบบคงตัว
           2.  การชนแบบไม่ยืดหยุ่น  หมายถึงเมื่อเกิดการชนกันแล้วพลังงานจลน์จะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่น เช่นพลังงานความร้อนหรือพลังงานเสียง หรือถ้าวัตถุชนกันแล้วติดกันไปเป็นก้อนเดียวกัน เราเรียกว่าการชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์  การชนแบบนี้โมเมนตัมของระบบคงตัว แต่พลังงานจลน์ของระบบไม่คงตัว

          ศึกษาการชน  เพิ่มเติม คลิก

ประเด็นคำถามสู่การอภิปรายในชั้นเรียน

1. ปริมาณที่เรียกว่าโมเมนตัม  จะส่งผลต่อการชนของรถขณะเกิดอุบัติเหตุอย่างไร
          2. เราจะป้องกันผลที่เกิดจากอุบัติเหตุให้เกิดความเสียหายน้อยที่สุดได้อย่างไร
          3. รถยนต์ขนาดเดียวกันวิ่งมาด้วยความเร็วสูงกับความเร็วต่ำ เมื่อเกิดการชนจะทำให้เกิดผลเสียหายต่างกันหรือไม่อย่างไร
          4. รถเก๋ง กับรถสิบล้อ  วิ่งมาด้วยความเร็วเท่ากันเมื่อเกิดการชน จะทำให้เกิดผลเสียหายต่างกันหรือไม่ อย่างไร

กิจกรรมเสนอแนะ

1. ให้นักเรียนสืบค้น และหาตัวอย่างการเกิดอุบัติเหตุ ทางถนนเพื่อนำมาอภิปรายในชั้นเรียน
          2. ให้นักเรียนฝึกแก้ปัญหาโจทย์ที่เกี่ยวข้องกับ  เรื่อง  โมเมนตัม

การบูรณาการระหว่างกลุ่มสาระฯ

 1. สังคมศึกษา   เรื่อง  คุณธรรม  จริยธรรม  กฎหมาย
           2. ภาษาอังกฤษ  คำศัพท์  ต่างๆ เช่น  โมเมนตัม (momentum)   ,กฎการอนุรักษ์โมเนตัม (law of conservation of
                    momentum) , การชน  (collision)  , การชนแบบยืดหยุ่น   (elastic collision ) , การชนแบบไม่ยืดหยุ่น (inelastic 
                     collision)  เป็นต้น

แหล่งอ้างอิง

https://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/78/momentum.htm

https://www.phutti.net/elearning/dang/collision.htm

https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%82%E0%B8%A1%E0%B9%80%E0%B8%A1%E0%B8%99%E0%B8%95%E0%B8%B1%E0%B8%A1

ชัยชาญ  พรวญหาญ
โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษาน้อมเกล้าอุตรดิตถ์