รายงานวิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง งาน

ก

รายงาน
เร่ือง งาน (Work)
วชิ าวทิ ยาศาสตร์พืน้ ฐาน 4 (ว22102)
ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 2

จัดทาโดย
เดก็ ชาย สิทธวรี ์ สุรยสกลวชั ร์

เลขท่ี 10 ช้ัน ม.2/3

เสนอ
อาจารย์นวชั ปานสุวรรณ

รายงานนีเ้ ป็ นส่วนหน่ึงของการศึกษาวชิ าวทิ ยาศาสตร์พืน้ ฐาน 4 (ว22102)

ภาคเรียนท่ี 2 ปี การศึกษา 2562
โรงเรียนกาญจนาภเิ ษกวทิ ยาลยั นครปฐม

(พระตาหนักสวนกหุ ลาบมธั ยม)

ข

ค

คานา

รายงานเล่มน้ีจดั ทาข้ึนเพื่อเป็ นส่วนหน่ึงของการศึกษาวชิ าวชิ าวทิ ยาศาสตร์พ้นื ฐาน 4 (ว22102)
เรื่อง งาน(Work) โดยมีวตั ถุประสงคเ์ พอื่ ศึกษาเก่ียวกบั หลกั การของงาน และการหาคานวณต่าง เพือ่ นาไปใช้
ในการเรียน การสอน และสามารถนาไปทาเป็นสื่อการสอนในรูปแบบต่างๆได้ โดยสามารถอา้ งอิงขอ้ มูล
จากรายงานน้ี

ผจู้ ดั ทา
สิทธวรี ์ สุริยสกลวชั ร์

8 มกราคม 2563

สารบญั ง

เร่ือง หน้า
1
ความหมายของ 3
งาน
8
แรง ระยะทาง 9
การเคลื่อนที่ และ 10

การกระจดั
ทฤษฎีบทงาน

เอกสารอา้ งอิง

ประวตั ิผจู้ ดั ทา

1

งาน (Work)

งาน หรือ งานเชิงกล ในทางฟิ สิกส์ คือปริมาณของพลงั งานซ่ึงถูกส่งมาจากแรงที่กระทาต่อวตั ถุให้
เคลื่อนที่ไปไดร้ ะยะทางขนาดหน่ึง งานเป็นปริมาณสเกลาร์เช่นเดียวกบั พลงั งาน มีหน่วยเอสไอเป็น
จูล คาศพั ท์ งาน (work) ท่ีใชอ้ ธิบายพลงั งานเช่นน้ีบญั ญตั ิโดย Gaspard-Gustave Coriolis นกั คณิตศาสตร์
ชาวฝรั่งเศส

งาน (Work , W) ความหมายโดยทวั่ ไป เป็นการกระทากิจกรรมหรือส่ิงใด ๆ เพ่อื ท่ีจะไดร้ ับซ่ึงผลตอบแทน
เช่น การรดน้าตน้ ไม้ การเล่นฟุตบอล การวาดภาพ การลา้ งรถ การลา้ งจาน

ท่ีมาภาพ: จาก http://www.tsk2.ac.th/krooaon/lesson1-1.html
เขา้ ถึงเมื่อวนั ท่ี 2 มกราคม 2563

ความหมายของงานทางวทิ ยาศาสตร์ เป็นผลจากการกระทาของแรงต่อวตั ถุอยา่ งตอ่ เนื่องและทาให้
วตั ถุเคลื่อนท่ีตามแนวแรงกระทา แรงท่ีกระทาต่อวตั ถุแลว้ ทาใหว้ ตั ถุเคล่ือนที่ไปตามแนวราบแสดงวา่ เกิด
งาน ถา้ เราออกแรงกระทาต่อวตั ถุแลว้ วตั ถุไมเ่ คลื่อนท่ี แสดงวา่ ไมเ่ กิดงาน

ดงั น้นั การเกิดงานจะตอ้ งมีแรงกระทาและระยะทางการเคลื่อนท่ีเกี่ยวขอ้ งเสมอเช่น การออกแรงดนั
ตูเ้ ส้ือผา้ จากกลางหอ้ งเลื่อนไปติดผนงั แตถ่ า้ ออกแรงดนั แลว้ ตูไ้ ม่ขยบั หรือเคลื่อนที่จากเดิมถือวา่ ไม่เกิดงาน

2

 ปริมาณของงานขึ้นอย่กู บั
1. ขนาดของแรงที่ใช้
2. ระยะทางท่ีวตั ถุเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแนวแรง
3. ทิศทางการเคล่ือนท่ีของวตั ถุตามแนวแรง

 หน่วยของงานคือจลู (J) ซ่ึงนิยามโดยแรงขนาดหน่ึงนิวตนั ที่กระทาต่อวตั ถุ แลว้ วตั ถุน้นั เคลื่อนที่
ไปไดร้ ะยะทางหน่ึงเมตร การนิยามน้ีมีท่ีมาจากงานเขียนของ Sadi Carnot ตีพมิ พเ์ ม่ือ ค.ศ. 1824
วา่ "น้าหนกั ท่ียกข้ึนจนไดค้ วามสูงขนาดหน่ึง" อนั มีพ้ืนฐานจากขอ้ เทจ็ จริงท่ีวา่ เคร่ืองจกั รไอน้า
สมยั ก่อนเป็นสิ่งสาคญั สาหรับยกถงั น้า เพ่อื ถ่ายเทน้าออกจากเหมืองที่น้าทว่ ม โดยไดง้ านตาม
ความสูงท่ีขนานกบั ความโนม้ ถ่วง หน่วยนิวตนั เมตร (N•m) ซ่ึงเทียบเทา่ กนั ในเชิงมิติกถ็ ูกใชใ้ น
บางคร้ัง แต่หน่วยน้ีกถ็ ูกสงวนไวใ้ ชก้ บั แรงบิด (torque) ดว้ ยเช่นกนั เพ่ือแยกแยะหน่วยของงานกบั
พลงั งาน

หน่วยอื่นที่ไมใ่ ช่หน่วยเอสไอเช่น เอิร์ก (erg), ฟุตปอนด์, ฟุตปอนดลั , ลิตรบรรยากาศ (liter-atmosphere)
เป็ นตน้

 การนาความร้อนไม่ถือวา่ เป็นรูปแบบของงาน เพราะพลงั งาน
ความร้อนถกู ส่งผา่ นเป็นการส่นั ของอะตอมของวตั ถุ มากกว่าเป็นการ
เคล่ือนที่ในระดบั ท่ีสังเกตได้

3

แรง ระยะทาง การเคล่อื นท่ี และ การกระจดั

 แรง (Force) คืออานาจภายนอกที่สามารถกระทาใหว้ ตั ถุเกิดการเปลี่ยนแปลง ท้งั ทางลกั ษณะ
รูปร่าง ตาแหน่งทิศทาง และการเคล่ือนท่ี เป็นปฏิสมั พนั ธ์ (Interaction) ระหวา่ งวตั ถุต่อวตั ถุ
ดว้ ยกนั เอง หรือระหวา่ งวตั ถุต่อสิ่งภายนอก
ในทางวทิ ยาศาสตร์ แรงจึงถูกกาหนดใหเ้ ป็นปริมาณเวกเตอร์ (Vector) ท่ีมีท้งั ขนาด
(Magnitude) และทิศทาง (Direction) แรงประกอบไปดว้ ยแรงยอ่ ยและแรงลพั ธ์ ถา้ มีแรง
มากกวา่ หน่ึงแรงกระทาต่อวตั ถุ แรงลพั ธ์คือผลรวมของแรงยอ่ ยท้งั หมดท่ีมากระทาต่อวตั ถุ
ดงั กล่าว โดยมีหน่วยเป็นนิวตนั (Newton)

ปริมาณทางฟิ สิกส์จาแนกออกได้ 2 ประเภท คือ

 ปริมาณสเกลาร์ (Scalar) คือ ปริมาณทบี่ ่งบอกเพยี งขนาด เช่น มวล อณุ หภูมิ เวลา พลงั งาน
ความหนาแน่น และระยะทาง

 ปริมาณเวกเตอร์ (Vector) คือ ปริมาณทตี่ ้องบ่งบอกท้งั ขนาดและทศิ ทาง เช่น แรง โมเมนต์ การ
กระจัด และความเร็ว

ท่ีมาภาพ: จาก https://ngthai.com/science/25764/forceandmotion/
เขา้ คน้ วนั ท่ี 7 มกราคม พ.ศ. 2563

4

แรงพืน้ ฐานท้ัง 4 แรงในธรรมชาติ

แรงท้งั หมดในจกั รวาลลว้ นแลว้ แต่ต้งั อยบู่ นพ้นื ฐานของการปฏิสัมพนั ธ์หรือแรงพ้ืนฐานท้งั 4 ในธรรมชาติ
ไดแ้ ก่

แรงนิวเคลยี ร์เข้ม (Strong Nuclear Force) คือแรงยดึ เหน่ียวอนุภาคมูลฐานและเป็นส่วนประกอบ
พ้นื ฐานของสสารหรือ “ควาร์ก” (Quark) ภายในโปรตอนและนิวตรอน เป็นแรงที่ยดึ เหนี่ยวอนุภาคตา่ งๆ
ภายในนิวเคลียสของอะตอม

แรงนิวเคลยี ร์อ่อน (Weak Nuclear Force) คือแรงท่ีทาหนา้ ที่เก่ียวกบั การสลายตวั ของอนุภาคหรือ
“การแผก่ มั มนั ตภาพรังสี”

แรงแม่เหลก็ ไฟฟ้า (Electromagnetic Force) คือแรงท่ีก่อใหเ้ กิดการกระทาระหวา่ งอนุภาคที่มี
ประจุไฟฟ้า

แรงโน้มถ่วง (Gravitational Force) คือแรงดึงดูดระหวา่ งวตั ถุหรือสสารท่ีมีมวล

ที่มาภาพ: จาก https://ngthai.com/science/25764/forceandmotion/
เขา้ คน้ วนั ที่ 7 มกราคม พ.ศ. 2563

5

 แรงก่อให้เกดิ การเคล่ือนที่ (Motion) หรือการเปล่ียนตาแหน่งของวตั ถุ
โดยมีองคป์ ระกอบท่ีสาคญั ไดแ้ ก่

o ระยะทาง (Distance) คือระยะทางท่ีวตั ถุเคลื่อนท่ีจริงตามเส้นทางท้งั หมด
เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นเมตร

o การกระจัด (Displacement) คือระยะทางที่ส้นั ที่สุดหรือความยาวของเส้นตรงสมมติท่ี
ลากจากจุดเริ่มตน้ ถึงจุดสิ้นสุด เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็นเมตร

o เวลา (Time) คือระยะเวลาที่วตั ถุใชเ้ ดินทางจากจุดหน่ึงไปยงั อีกจุดหน่ึง
เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นวนิ าที

o อตั ราเร็ว (Speed) คือระยะทางที่วตั ถุเคลื่อนท่ีไดใ้ นหน่ึงหน่วยเวลา โดยในการเคล่ือนท่ี
แต่ละช่วงเวลา วตั ถุอาจไม่ไดเ้ คล่ือนที่ดว้ ยอตั ราเร็วคงที่เสมอไป อตั ราเร็ว
เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวนิ าที (m/s)

o ความเร็ว (Velocity) คือการกระจดั ของวตั ถุในหน่ึงหน่วยเวลา เป็นปริมาณเวกเตอร์
มีหน่วยเป็นเมตรต่อวนิ าที

o อตั ราเร่ง (Magnitude of Acceleration) คืออตั ราเร็วท่ีเปลี่ยนแปลงไปในหน่ึงหน่วยเวลา
เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวนิ าที2

o ความเร่ง (Acceleration) คือความเร็วท่ีเปล่ียนแปลงไปในหน่ึงหน่วยเวลา
เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็นเมตร/วนิ าที2

6

 กฎการเคล่อื นทข่ี องนิวตัน (Newton’s Law of Motion)

ในปี 1687 หลงั การใหน้ ิยามต่อแรงโนม้ ถ่วงและบญั ญตั ิกฎความโนม้ ถ่วงสากล เซอร์ ไอแซก นิว
ตนั (Sir Isaac Newton) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวองั กฤษผโู้ ด่งดงั ไดท้ าการคน้ ควา้ และบญั ญตั ิ “กฎการ
เคลื่อนท่ี” (Three Laws of Motion) ที่สาคญั ยง่ิ ใหก้ บั วงการกลศาสตร์ ซ่ึงเก่ียวขอ้ งโดยตรงกบั แรง
และการเคลื่อนที่ของวตั ถุตา่ งๆ โดยกฎการเคลื่อนที่ของนิวตนั ประกอบไปดว้ ย

1. กฎของความเฉื่อย (Law of Inertia)
เม่ือไมม่ ีแรงจากภายนอกมากระทา วตั ถุดงั กล่าวจะคงสภาวะเดิมของการเคลื่อนที่ เช่น สภาพอยนู่ ่ิง
กบั ที่หรือเคลื่อนที่ตอ่ ไปอยา่ งสม่าเสมอ

2. กฎของความเร่ง (Law of Acceleration)
เม่ือมีแรงมากระทาต่อวตั ถุ แรงน้นั จะเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ของวตั ถุและทาใหว้ ตั ถุ
เคลื่อนท่ีไปตามแนวแรง โดยความเร็วของวตั ถุจะแปรผนั ตามแรงดงั กล่าวและผกผนั กบั มวลของ
วตั ถุ

3. กฎของแรงปฏกิ ริ ิยา (Law of Action and Reaction)
เมื่อมีแรงมากระทาต่อวตั ถุ วตั ถุน้นั จะออกแรงโตต้ อบในทิศทางตรงกนั ขา้ มกบั แรงที่มากระทา แรง
ท้งั สองจะมีขนาดเทา่ กนั และเกิดข้ึนพร้อมกนั เสมอ

 กฎการเคลื่อนทข่ี องนิวตันท้งั 3 ข้อเป็ นกฎกายภาพที่เกี่ยวข้องกบั พฤตกิ รรมของสสารและการ
เคล่ือนท่ีของวตั ถุทเี่ ป็ นจริงอย่เู สมอ เป็ นกฎของธรรมชาตทิ มี่ นุษย์เราไม่สามารถควบคุม ดดั แปลง
หรือแก้ไขกฎแห่งความจริงเหล่านีไ้ ด้

ที่มาภาพ: จาก https://ngthai.com/science/25764/forceandmotion/
เขา้ คน้ วนั ท่ี 7 มกราคม พ.ศ. 2563

7

 ปัจจัยท่ีส่งผลกระทบต่อแรงและการเคลื่อนท่ี

o มวล (Mass) เป็นสมบตั ิของวตั ถุท่ีก่อใหเ้ กิดการตา้ นทานต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพและการ
เคลื่อนที่ของวตั ถุ จากการกระทาของแรง หรือท่ีเรียกวา่ “ความเฉ่ือย” (Inertia) วตั ถุทุกชนิดมีความ
เฉ่ือย โดยวตั ถุที่มีมวลมากจะส่งผลใหเ้ กิดการเปลี่ยนแปลงการเคล่ือนที่ไดย้ าก ดงั น้นั วตั ถุดงั กล่าว
จึงมีความเฉื่อยมากเม่ือเปรียบเทียบกบั วตั ถุที่มีมวลนอ้ ยกวา่ มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น
กิโลกรัม (Kilogram)

o นา้ หนัก (Weight) คือแรงโนม้ ถ่วงของโลกท่ีกระทาต่อวตั ถุที่มีมวลซ่ึงส่งผลใหว้ ตั ถุเคล่ือนที่ดว้ ย
ความเร่งคงตวั น้าหนกั เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็นนิวตนั (Newton)

ท่ีมาภาพ: จาก https://ngthai.com/science/25764/forceandmotion/
เขา้ คน้ วนั ที่ 7 มกราคม พ.ศ. 2563

 ระยะทาง กค็ ือ ความยาวตามเส้นทางการเคล่ือนที่จากตาแหน่งเริ่มตน้ ถึงตาแหน่งสุดทา้ ย เป็น

ปริมาณสเกลาร์ มีแต่ขนาดอยา่ งเดียว ไม่มีทิศทาง มีหน่วยเป็น เมตร (m)

 การกระจดั คือระยะทางในแนวเส้นตรงที่วดั จากตาแหน่งเริ่มตน้ ไปยงั ตาแหน่งสึดทา้ ย การ

กระจดั เป็ นปริมาณเวกเตอร์ ตอ้ งบอกท้งั ขนาดและทิศทาง มีหน่วยเป็น เมตร (m)

8

ทฤษฎีบทงาน

 ทฤษฎบี ทงาน กล่าววา่ ถา้ แรง F ที่กระทาต่อวตั ถุ ส่งผลใหว้ ตั ถุน้นั เคล่ือนที่ไปเป็นระยะทาง Sและ
ทิศทางของแรงขนานกบั การกระจดั งานที่เกิดข้ึนต่อวตั ถุน้นั กส็ ามารถคานวณไดจ้ ากขนาดของแรง
F คูณดว้ ย S

W=F*S

ตามเง่ือนไขดงั กล่าว หากแรงและการกระจดั มีทิศทางเดียวกนั งานท่ีไดจ้ ะเป็ นบวก หากแรงและการกระจดั
มีทิศทางตรงขา้ มกนั
งานท่ีไดจ้ ะเป็นลบ

 งานสามารถเป็ นศูนย์ได้แม้ว่ามีแรงมากระทา ตวั อยา่ งเช่น แรงสู่ศูนยก์ ลางในการเคลื่อนท่ีแบบ
วงกลม งานเป็นศูนยเ์ นื่องจากพลงั งานจลนข์ องวตั ถุท่ีเคล่ือนท่ีไมเ่ ปลี่ยนแปลง เพราะแรงต้งั ฉากกบั
ทิศทางการเคล่ือนที่ของวตั ถุเสมอ และดว้ ยเหตุผลวา่ แรงท่ีขนานกบั เวกเตอร์ความเร็วเท่าน้นั ท่ีทา
ใหเ้ กิดงาน หรืออีกตวั อยา่ งหน่ึง หนงั สือเล่มหน่ึงวางอยบู่ นโตะ๊ โตะ๊ กไ็ มไ่ ดท้ าใหห้ นงั สือเกิดงาน
ท้งั ๆ ที่โตะ๊ ก็ออกแรงเท่ากบั mg ในทิศทางช้ีข้ึน เพราะไม่มีพลงั งานส่งเขา้ ไปหรือออกจากหนงั สือ

9

เอกสารอ้างองิ

หอ้ งเรียนครูอน้ .(2563). งานและพลงั งาน. (ออนไลน)์
ท่ีมา http://www.tsk2.ac.th/krooaon/lesson1-

1.html สืบคน้ เม่ือวนั ท่ี 2 มกราคม 2563.

วกิ ิพีเดีย.(2562). งาน(ฟิ สิกส์). (ออนไลน์)
ที่มา
https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%87%E0%B8%B2%E0%B8%99_(%
E0%B8%9F%E0%B8%B4%E0%B8%AA%E0%B8%B4%E0%B8%81%E0
%B8%AA%E0%B9%8C)

สืบคน้ เม่ือวนั ท่ี 5 มกราคม 2563.

ทีมงานทรูปลูกปัญญา(2557) ระยะทางและการกระจดั .(ออนไลน์)
ที่มา
http://www.trueplookpanya.com/new/asktrueplookpanya/questiondetail/3274

สืบคน้ เมื่อวนั ที่ 6 มกราคม 2563

NGThai.(2562). แรงและการเคล่ือนท่ี (ออนไลน์)
ที่มา https://ngthai.com/science/25764/forceandmotion/

สืบคน้ เม่ือวนั ที่ 7 มกราคม 2563

10

ประวตั ผิ ู้จัดทา

ช่ือ เดก็ ชาย สิทธวรี ์ สุริยสกลวชั ร์
กาลงั ศึกษาอยู่ช้ัน มัธยมศึกษาปี ที่ 2/3 เลขท่ี 10

โรงเรียนกาญจนาภิเษกวทิ ยาลยั นครปฐม
(พระตาหนักสวนกหุ ลาบมธั ยม)

ตาบล ศาลายา อาเภอ พทุ ธมณฑล จังหวดั นครปฐม
สานักงานเขตพืน้ ที่การศึกษามัธยมศึกษา เขต 9

11