การหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลกผ่านการทดลองการเคลื่อนที่แบบตกอิสระโดยใช้แอปพลิเคชัน Phyphox บนสมาร์ตโฟน

Abstract

Determining the Acceleration of Gravity through a Free–Falling Motion Experiment using Phyphox Application based on Smartphone
 
Kanok–on Khampui and Jarunee Khempila
 
รับบทความ: 6 กันยายน 2566; แก้ไขบทความ: 6 กุมภาพันธ์ 2567; ยอมรับตีพิมพ์: 5 มีนาคม 2567; ตีพิมพ์ออนไลน์: 9 พฤษภาคม 2567
 
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบค่าความเร่งโน้มถ่วงที่คำนวณได้จาก 3 ชุดทดลอง คือ ชุดทดลองเชิงพาณิชย์ ชุดทดลองที่ประยุกต์ใช้ฟังก์ชัน acoustic stopwatch และชุดทดลองที่ประยุกต์ใช้ฟังก์ชัน acceleration with g ซึ่งเป็นฟังก์ชันในแอปพลิเคชัน Phyphox บนสมาร์ตโฟน โดยทดลองปล่อยวัตถุให้เคลื่อนที่แบบตกอิสระที่การกระจัดมีค่าในช่วง 0.2 ถึง 0.8 เมตร และวิเคราะห์ความเร่งโน้มถ่วงโดยตรงจากสมการการเคลื่อนที่หนึ่งมิติ และคำนวณจากความชันของความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างการกระจัดและเวลายกกำลังสอง ผลการศึกษาพบว่า ความเร่งโน้มถ่วงที่ใช้ชุดทดลองเชิงพาณิชย์ ที่ประยุกต์ใช้ฟังก์ชัน acoustic stopwatch และฟังก์ชัน acceleration with g มีค่า 9.909 9.8496 และ 9.8984 เมตร/วินาที2 คิดเป็นค่าความคลาดเคลื่อนร้อยละ 1.32  0.71 และ 1.21 ตาม ลำดับ จากการทดสอบทางสถิติพบว่า ความเร่งโน้มถ่วงเฉลี่ยที่ได้จากทั้ง 3 ชุดทดลองมีค่าไม่แตกต่างกัน แต่ชุดทดลองที่ประยุกต์ใช้ฟังก์ชัน Acoustic stopwatch สามารถทดลองได้ง่ายกว่าเหมาะสมกับระดับมัธยมศึกษา
คำสำคัญ:  ความเร่งโน้มถ่วง  การเคลื่อนที่หนึ่งมิติ  การตกอิสระ  แอปพลิเคชัน
 
Abstract
This research focuses on investigating and comparing the acceleration of gravity derived from three distinct experimental setups: a commercial kit, an experiment utilizing the acoustic stopwatch function, and another using the acceleration with g function available in the Phyphox smartphone application. These experiments involved dropping objects from heights within the range of 0.2 to 0.8 m. To determine the acceleration of gravity, two methods were employed: direct calculation using one–dimensional motion equation and computation based on the slope of the linear relationship between displacement and time squared. The findings revealed the acceleration of gravity obtained through three distinct methods: using a commercial experimental kit, the acoustic stopwatch function, and the acceleration with g function, resulting in values of 9.909, 9.8496, and 9.8984 m/s2, respectively. These values corresponded to the percentage error of 1.32%, 0.71%, and 1.21%, respectively. When comparing these results, it became an evidence that the average acceleration of gravity obtained from all three experimental setups did not exhibit differences statistically. However, the experimental setup employing the acoustic stopwatch function is better suited for secondary school settings due to its simplicity and ease of use.
Keywords:  Acceleration of gravity, One–dimensional motion, Free–falling, Application