ชุดทดลองการวัดค่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างง่าย ตัวตรวจวัดที่พัฒนาขึ้นเอง และสมาร์ทโฟน
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Somporn Buaprathoom
รับบทความ: 15 เมษายน 2562; แก้ไขบทความ: 18 พฤศจิกายน 2562; ยอมรับตีพิมพ์: 6 ธันวาคม 2562
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาชุดทดลองการวัดค่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกสำหรับการศึกษาการเคลื่อนที่แบบตกอิสระของวัตถุ โดยใช้ตัวตรวจวัดอย่างง่ายที่สร้างขึ้นเอง ร่วมกับการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างง่าย (Arduino Uno) เพื่อวัดระยะเวลาตกของวัตถุจากความสูงต่างๆ โดยอัตโนมัติ พร้อมทั้งแสดงค่าที่ได้ผ่านทางสมาร์ทโฟนที่ผู้ทำการทดลองสามารถอ่านค่าได้ เวลาที่วัดได้ถูกวิเคราะห์โดยกราฟเพื่อหาความเร่งเนื่องจากแรงโน้มของโลก ผลการทดสอบพบว่าค่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่วัดได้จากชุดการทดลองมีค่าใกล้เคียงกับค่ามาตรฐานมาก โดยมีความคลาดเคลื่อนจากค่ามาตรฐานเพียงร้อยละ 3.55 จากผลการทดสอบนี้แสดงให้เห็นว่าชุดทดลองที่สร้างขึ้นสามารถใช้ทดลองวัดความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกในการศึกษาเรื่องการตกอย่างอิสระของวัตถุได้ค่อนข้างแม่นยำ นอกจากนี้ชุดทดลองที่พัฒนาขึ้นยังใช้ต้นทุนในการพัฒนาถูกมากด้วยงบประมาณที่ต่ำกว่า 300 บาท อีกทั้งยังมีขนาดกะทัดรัดและใช้งานง่าย ดังนั้นรูปแบบของชุดทดลองที่พัฒนาขึ้นนี้ทุกโรงเรียนสามารถนำไปสร้างเพื่อให้นักเรียนใช้ในการทดลองหาค่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อศึกษาการเคลื่อนที่แบบตกอิสระได้
คำสำคัญ: ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก การเคลื่อนที่แบบตกอิสระ การประยุกต์ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์
Abstract
An experimental set for measuring the gravitational acceleration to study free falling motion was developed in this research. It used DIY sensors controlled by a simple micro-controller (Arduino Uno) to automatically measure the falling time of the object. The measured falling time was displayed on a general smartphone which the user could read it. Recorded falling time at different falling height were analyzed to get the gravitational acceleration. The results showed that the value of measured gravitational acceleration was very close to the standard value. Its percentage of deviation from the standard value was 3.55. This experimental set demonstrates that it can be used to measure the gravitational acceleration effectively. Moreover, it is very cheap with a price of less than 300 baht. It is also compact and easy to use. Therefore, the presented experimental set can be applied to any schools for students to study free falling motion.
Keywords: Gravitational acceleration, Free fall motion, Microcontroller application
Downloads
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Arduino All. (2018). Arduino Uno R3. Retrieved from https://www.arduinoall.com/ category/2/arduino-compatible-board, December 17, 2018. (in Thai)
Firdaus, T., Erwin, E., and Rosmiati, R. (2019). Learning media free fall motion to reduce misconceptions and improve students’ understanding of the concept. Journal of Physics: Conference Series 1157: 032072.
Gammaco. (2018). Free-Falling Demonstrator. Retrieved from https://www.gammaco.com/ gammaco/th/20173443, December 15, 2018. (in Thai)
Kingmungkut’s University of Technology Thonburi, Mechanical Engineering (2009). MICROCONTROLLER PIC 16F684, Fish Robot Camp 2. Retrieved from http://nstda.or.th/sciencecamp/th/file/74669288HF4GJSO36.pdf, February 18, 2019. (in Thai)
Office of the Basic Education Commission [OBEC]. (2017). Indicators and Core Content in Science Learning (Revised B.E. 2017) in Accordance with the Core Curriculum of Basic Education B.E. 2008. Bangkok: Author. (in Thai)
Phywe. (2018). Free Fall with the 2–1 Timer. Retrieved from https://www.phywe.com/en/ free-fall-with-the-2-1-timer.html, December, 15, 2018. (in Thai)
Priruenrom, T. (2000). Using Relative Gravimeter to Determine Vertical Gravity Gra-dients at NIMT, National Institute of Metrology (Thailand). Retrieved from https://indico.cern.ch/event/336199/contributions/787729/attachments/657190/903546/Gravity_gradient_at_NIMT.pdf, February 22, 2019. (in Thai)
Priyadharshini, S., Shanjeena, M., Basheer, Kaushalya, R., and Sneka, M. (2018). A study on motion of a free falling body in kinematic equation. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET) 6(1): 3318–3124.
Serway, R. A., Jewett, J. W., and Serway, R. A. (2004). Physics for Scientists and Engineers. Belmont, CA: Thomson–Brooks/ Cole.
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology. (2011). Science Program Guide for Secondary Level. Bangkok: Author. (in Thai)
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology. (2018). Teacher Manual in Science (Physics) Grade 10, Volume 1. Bangkok: Author. (in Thai)