การแกว่งของไม้เมตรกับการเดินของคน

ชื่อผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
  • เพ็ญพร นิ่มนวล

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
  • อุดมศิลป์ ปิ่นสุข

สถาบันการศึกษาที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนพระปฐมวิทยาลัย

ระดับการศึกษา

โครงงานในระดับการศึกษาประกาศนียบัตรวิชาชีพ

หมวดวิชา

โครงงานในสาขาวิชาฟิสิกส์

วันที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

01 มกราคม 2541

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในแต่ละวัน เราทุกคนจะต้องเดินไปทำกิจกรรมต่าง ๆ ในชีวิตประจำวัน จากการสังเกตดูการเดินของคนแต่ละคนสังเกตเห็นว่าแต่ละคนมีลักษณะการเดินที่แตกต่างกัน บางคนเดินก้าวสั้น บางคนเดินก้าวยาวหรือแม้แต่บางคนเดินกระแทกเท้า เมื่อสังเกตดูแล้วพบว่าการเดินของแต่ละคนมีลักษณะคล้ายกับการเดินแบบแกว่งไปมาเหมือนลักษณะของการแกว่งแบบ simple harmonics ซึ่งในแต่ละช่วงเวลาเราจะก้าวไปด้วยความถี่ที่ใกล้เคียงกัน จากการสังเกต ผู้จัดทำจึงได้คิดที่จะทำโครงงานเรื่อง “การแกว่งของไม้เมตรกับการเดินของคน” เพื่อที่จะศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างการแกว่งของไม้เมตรกับลักษณะการเดอนของคนโดยในตอนที่ 1 เป็นการศึกษาการแกว่งของไม้เมตร ซึ่งได้ข้อสรุปว่าการแกว่งของไม้เมตรเป็นไปตามสมการ !['T^2](/latexrender/pictures/e02/e0251bcd5cb1c95d69ebc3d94ade93c7.gif) และหลังจากนั้นในตอนที่ 2 ได้ทำการศึกษาถึงลักษณะการก้าวเดินของคนในลักษณะที่ ขณะเดินก้าวขาทำมุมกับแกนลำตัวเป็นมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/043a926be8adb54337ad613a3aadd811.gif) เท่าไรและงอเข่าเป็นมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/cfd6ab0c439cfbd309add947900ff462.gif) เท่าไร โดยใช้กลุ่มบุคคลทดสอบวัดส่วนสูง ชั่งน้ำหนัก วัดความยาวแขน ความยาวขาเป็นช่วง ๆ คือขาท่อนบน ขาท่อนกลาง และขาท่อนล่าง แล้วให้เดินตามความถี่ปกติเป็นจำนวน 10 ก้าวจับเวลาที่ใช้ในการเดิน 10 ก้าว นำมาคำนวณหาค่ามุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/043a926be8adb54337ad613a3aadd811.gif) และในมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/cfd6ab0c439cfbd309add947900ff462.gif) จากสมการ !['T](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/1758faf5d0367cbcaf2397f042d1c5cd.gif) ซึ่งเป็นสมการที่แปลงมาจากสมการการแกว่งของไม้เมตร โดยคิดเป็นแบบจำลองการก้าวขา 2 แบบคือ แบบที่ 1 (สมมติว่าขาของคนเรามีลักษณะเป็นท่อนตรง) และแบบที่ 2 (สมมติว่าขาคนทำมุมกับแกน z เป็นมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/043a926be8adb54337ad613a3aadd811.gif) และงอเข่าทำมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/cfd6ab0c439cfbd309add947900ff462.gif)) การหาค่ามุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/043/043a926be8adb54337ad613a3aadd811.gif) และ !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/043/cfd/cfd6ab0c439cfbd309add947900ff462.gif) เราใช้การสุ่มค่ามุมเข้ามาแทนในสมการที่ใช้ในการหาค่า !['frac{{k^2](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/043/cfd/a41/a41cad57561c4513eeff8dbf0e49d62f.gif) มาเปรียบเทียบกับค่า !['frac{{T^2](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/043/cfd/a41/96d/96d7df659185ad139ca1aae5fafdc27e.gif) ที่เราคำนวณโดยแทนค่า T จากข้อมูลที่เก็บได้ แล้วได้ข้อสรุปว่าลักษณะการเดินของกลุ่มคนทดสอบ มีการเดินเป็นไปตามแบบจำลองแบบที่ 2 โดยที่ขณะเดินขาจะทำมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/043/cfd/a41/96d/043/043a926be8adb54337ad613a3aadd811.gif) กับแนวแกนลำตัวเท่ากับ 30 องศา และงอเข่าทำมุม !['theta](/latexrender/pictures/e02/043/cfd/043/cfd/175/043/cfd/043/cfd/a41/96d/043/cfd/cfd6ab0c439cfbd309add947900ff462.gif) เท่ากับ 30 องศา โดยการคำนวณนี้เราใช้แบบจำลองมนุษย์ซึ่งสามารถใช้กับกลุ่มบุคคลทดสอบได้โดยที่มีความคลาดเคลื่อนในการวัดความยาวแขน 2.33% คลาดเคลื่อนจากการวัดความยาวขารวม 2.24% คลาดเคลื่อนจากการวัดความยาวขาบน 6.73% คลาดเคลื่อนจากการวัดความยาวขากลาง 4.01% คลาดเคลื่อนจากการวัดความยาวขาล่าง 10.00%