ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้ฟิสิกส์
ท่เี นน้ กระบวนการจัดการเรียนรู้รปู แบบวัฏจักรการเรยี นรู้แบบ 7 ขน้ั (7E)
เร่ือง : แรงและกฎการเคลอ่ื นที่
รายวชิ าฟสิ กิ ส์ 1 (ว30201) ชน้ั มัธยมศึกษาปที ี่ 4
กลุม่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี
ชดุ ท่ี 4 เร่อื ง กฎการเคลอ่ื นที่ขอ้ ที่สองของนิวตัน
นางพัชรี คณู ทอง
ตาแหนง่ ครู วทิ ยฐานะ ครูชานาญการพิเศษ
โรงเรียนโนนกลางวิทยาคม อาเภอพิบลู มังสาหาร จังหวดั อุบลราชธานี
สังกัดองคก์ ารบริหารสว่ นจงั หวัดอุบลราชธานี
ก
คำนำ
ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้ฟสิ ิกส์ท่เี น้นกระบวนการจดั การเรียนรู้รูปแบบวัฏจักรการเรียนรู้
แบบ 7 ข้ัน (7E) เรื่อง แรงและกฎการเคล่ือนที่ ช้ันมัธยมศึกษาปีท่ี 4 จัดทาขึ้นเพื่อเป็นสื่อ
ประกอบการสอน รายวิชาฟิสิกส์ 1 รหัสวิชา ว30201 หน่วยการเรยี นรู้ที่ 3 แรงและกฎการเคลอ่ื นท่ี
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ท่ีสอดคล้องกับหลักสูตรแกนกลางการศึกษาข้ันพ้ืนฐาน พุทธศักราช 2551
(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ประกอบด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ ท้ังหมด 8 ชุด ผู้สอนจัดทา
ขึ้นเพื่อให้ผู้เรียนใช้ประกอบกิจกรรมการเรียนการสอน และสามารถเรียนรู้ด้วยตนเอง นาไปใช้
ในการเรียนการสอนซ่อมเสริมได้ หรือใช้ในการสอนแทนได้เป็นอย่างดี เพ่ือให้ผู้เรียนมีความรู้
ความเข้าใจในเรื่องแรงและกฎการเคล่ือนที่อย่างคงทน และนาผลไปสู่การยกระดับผลสัมฤทธ์ิ
ทางการเรียนได้ดีย่ิงขึ้น โดยจัดกิจกรรมการเรียนการสอนท่ีเน้นกระบวนการจัดการเรียนรู้รูปแบบ
วัฏจักรการเรียนรู้แบบ 7 ขั้น (7E) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์นี้ มีเน้ือหาเหมาะสมกับวัย
และความสามารถของนักเรียน มีกิจกรรมที่หลากหลายให้นักเรียนได้พัฒนาทักษะกระบวนการ
ทางวิทยาศาสตร์อย่างเป็นลาดับข้ันตอน นักเรียนจึงสามารถใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์เล่มนี้
ได้ด้วยตนเอง ซ่ึงก่อนใช้นักเรียนจะต้องศึกษาคาชี้แจงการใช้ให้เข้าใจ หากมีข้อสงสัยให้สอบถาม
ครูผู้สอนจนเกิดความเข้าใจก่อนลงมือปฏิบัติกิจกรรมเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้
ชดุ กิจกรรมการเรียนรฟู้ สิ ิกส์นี้
ครูผู้สอนหวังเป็นอย่างยิ่งว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์น้ีจะทาให้ผู้เรียนมีความรู้
ความเข้าใจในเร่ืองแรงและกฎการเคล่ือนที่ได้เป็นอย่างดี และมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงข้ึน
สามารถใช้เพ่ือศึกษาค้นคว้าด้วยตนเอง เป็นส่ือท่ีมีประสิทธิภาพ สามารถอานวยประโยชน์ต่อ
การเรยี นการสอนใหบ้ รรลุวัตถุประสงคข์ องหลักสูตรได้
พชั รี คณู ทอง
จัดทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
ข
สำรบัญ
เรื่อง หน้ำ
คำนำ ก
สำรบญั ข
คำชีแ้ จงเกยี่ วกับกำรใช้ชุดกจิ กรรมกำรเรยี นรู้ฟิสกิ ส์ ค
แผนภูมลิ ำดับขัน้ ตอนกำรใชช้ ดุ กจิ กรรมกำรเรยี นรฟู้ สิ กิ ส์ ง
สาระฟสิ ิกส์/ผลการเรยี นรู้ /สาระการเรียนรู้เพิม่ เติม/จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1
คาชแี้ จงในการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟสิ กิ ส์ 3
คาแนะนาในการใช้ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์สาหรับครู 4
คาแนะนาในการใช้ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้ฟสิ ิกส์สาหรบั นักเรียน 5
แบบทดสอบกอ่ นเรยี น 6
บัตรเน้ือหา 8
บัตรกิจกรรมที่ 4.1 เร่ือง การทดลอง เร่ือง การเคล่ือนท่ีดว้ ยความเรง่ 21
บัตรกิจกรรมท่ี 4.2 เรอ่ื ง กฎการเคลือ่ นที่ข้อที่สองของนิวตัน 25
บตั รกจิ กรรมท่ี 4.3 แผนผังมโนทัศน์ เรื่อง กฎการเคลือ่ นท่ีข้อท่ีสองของนิวตัน 28
แบบทดสอบหลังเรียน 29
เฉลยบตั รกิจกรรมที่ 4.1 เรื่อง การทดลอง เร่ือง การเคล่ือนทีด่ ้วยความเร่ง 31
เฉลยบตั รกิจกรรมท่ี 4.2 เรอ่ื ง กฎการเคล่อื นทข่ี ้อที่สองของนิวตัน 34
เฉลยบตั รกิจกรรมท่ี 4.3 แผนผังมโนทศั น์ เร่ือง กฎการเคลื่อนท่ีข้อที่สองของนวิ ตัน 37
เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลังเรียน 38
บรรณำนกุ รม 39
ประวัติย่อผจู้ ัดทำผลงำน 41
จัดทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
ค
คำช้แี จงเกีย่ วกบั ชุดกิจกรรมกำรเรยี นรู้ฟิสกิ ส์
1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ รายวิชาฟิสิกส์ 1 รหัสวิชา ว30201 หน่วยการเรียนรู้ที่ 3
แรงและกฎการเคลื่อนที่ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 4 ประกอบด้วย ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์
ทั้งหมด 8 ชดุ ได้แก่
ชดุ ท่ี 1 เรอ่ื ง แรงและการหาแรงลัพธ์
ชุดที่ 2 เรอ่ื ง การหาแรงลพั ธข์ องแรงสองแรงที่ทามุมต่อกัน
ชดุ ที่ 3 เรอ่ื ง กฎการเคลื่อนท่ีขอ้ ท่หี น่งึ ของนวิ ตัน
ชุดท่ี 4 เรื่อง กฎการเคลอ่ื นท่ขี ้อทสี่ องของนวิ ตัน
ชดุ ท่ี 5 เรื่อง กฎการเคลอ่ื นทขี่ อ้ ทสี่ ามของนิวตัน
ชุดท่ี 6 เรอ่ื ง การนากฎการเคลื่อนทข่ี องนวิ ตนั ไปใช้
ชดุ ที่ 7 เร่ือง กฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนวิ ตนั
ชุดที่ 8 เร่ือง แรงเสยี ดทาน
2. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ฉบับนี้เป็นชุดกิจกรรมการเรียนรู้ที่เน้นกระบวนการจัดการ
เรียนรู้ภาพที่แบบวัฏจักรการเรียนรู้แบบ 7 ขั้น (7E) ชุดที่ 4 เร่ือง กฎกำรเคลื่อนที่ข้อท่ีสอง
ของนวิ ตัน ประกอบดว้ ย
2.1 คาชีแ้ จงในการใช้ชุดกจิ กรรมการเรียนรูฟ้ ิสิกส์
2.2 แผนภมู ิลาดบั ขนั้ การใชช้ ุดกจิ กรรมการเรียนรฟู้ สิ กิ ส์
2.3 คาแนะนาการใช้ชดุ กจิ กรรมการเรียนรฟู้ ิสกิ ส์
2.4 คาแนะนาการใช้ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้ฟิสกิ ส์สาหรบั ครู
2.5 คาแนะนาการใช้ชุดกิจกรรมการเรยี นรูฟ้ สิ กิ ส์สาหรบั นกั เรียน
2.6 มาตรฐานการเรียนรู้ ตวั ช้ีวดั สาระสาคัญ ผลการเรียนรู้ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
2.7 แบบทดสอบก่อนเรยี นจานวน 10 ขอ้
2.8 บัตรเนือ้ หา/บตั รกจิ กรรม
2.9 เฉลยบตั รกจิ กรรม
2.10 เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลงั เรียน
2.11 บรรณานุกรม
3. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ท่ีเน้นกระบวนการจัดการเรียนรู้รูปแบบวัฏจักรการเรียนรู้
แบบ 7 ขั้น (7E) ชุดน้ี ใชเ้ วลา 2 ชั่วโมง
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
ง
แผนภมู ลิ ำดับขน้ั ตอนกำรใชช้ ุดกิจกรรมกำรเรยี นรฟู้ สิ กิ ส์
อ่านคาชี้แจงและคาแนะนาในการใชช้ ุดกิจกรรมการเรียนรูฟ้ สิ ิกส์
ศกึ ษาตัวชีว้ ดั และจดุ ประสงค์การเรียนรู้ เสริมพน้ื ฐำน
ทดสอบกอ่ นเรียน ผมู้ พี น้ื ฐำนต่ำ
ศึกษาชดุ กจิ กรรมการเรียนร้ฟู สิ กิ ส์ตามขน้ั ตอน
ประเมนิ ผลการจัดกิจกรรมการเรียนรูจ้ ากชดุ กจิ กรรม
ไม่ผ่ำน ทดสอบหลงั เรียน
กำรทดสอบ
ผ่ำนกำรทดสอบ
ศกึ ษาชดุ กจิ กรรมการเรียนร้ฟู ิสกิ ส์เรื่องต่อไป
แผนภูมิลำดบั ข้ันตอนกำรเรยี นโดยใช้ชุดกจิ กรรมกำรเรียนรู้ฟสิ กิ ส์
ชุดที่ 4 เรื่อง กฎกำรเคลื่อนทีข่ อ้ ทีส่ องของนิวตัน
จัดทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
1
สาระการเรยี นรู้ / ผลการเรียนรู้ / สาระการเรยี นร้เู พ่มิ เตมิ
ตามหลกั สูตรแกนกลางการศกึ ษาขัน้ พ้ืนฐาน พทุ ธศักราช 2551
(ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
ชดุ ท่ี 4 กฎการเคลือ่ นที่ข้อทสี่ องของนวิ ตัน
สาระฟสิ ิกส์
1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง
แรงและกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทาน สมดุลกลของวัตถุ
งานและกฎการอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง
รวมท้ังนาความรู้ไปใช้ประโยชน์
ผลการเรยี นรู้
- เขียนแผนภาพของแรงท่ีกระทาต่อวัตถุอิสระ ทดลองและอธิบายกฎการเคลื่อนที่
ของนิวตันและการใช้กฎการเคล่ือนที่ของนิวตันกับสภาพการเคล่ือนท่ีของวัตถุ รวมทั้งคานวณ
ปริมาณต่าง ๆ ทเ่ี กยี่ วข้องได้
สาระการเรยี นรู้เพมิ่ เตมิ
- นิวตันได้ให้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับการเปล่ียนสภาพการเคล่ือนที่ของวัตถุไว้ว่า
“ถ้าแรงลัพธ์ท่ีกระทาต่อวัตถุมีค่าไม่เป็นศูนย์ วัตถุจะเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่” น่ันคือ ความเร็ว
ของวัตถุอาจจะเพ่ิมขึ้นหรือลดลงหรืออาจเปล่ียนแปลงทิศทางการเคล่ือนท่ี เรียกว่า “วัตถุเคลื่อนท่ี
ด้วยความเรง่ ” เมือ่ แรงลัพธ์ทก่ี ระทามคี ่าไมเ่ ป็นศูนย์จะเกดิ การเปลี่ยนสภาพการเคล่อื นที่
- กรณีท่ีมีแรงภายนอกมากระทาโดยแรงลัพธ์ท่ีกระทาต่อวัตถุไม่เป็นศูนย์ วัตถุจะมี
ความเร่ง โดยความเร่งมีทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงลัพธ์ มวลและความเร่ง
เขยี นแทนไดด้ ้วยสมการ n ตามกฎการเคล่ือนท่ขี ้อทส่ี องของนิวตนั
Fi ma
i1
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
2
สาระการเรียนรู้
- กฎการเคลื่อนท่ขี ้อทสี่ องของนวิ ตัน
จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
1. สามารถบอกกฎการเคล่อื นที่ขอ้ ท่สี องของนิวตันได้ (K)
2. มที กั ษะคานวณหากฎการเคล่อื นที่ขอ้ ที่สองของนิวตันได้ถูกต้อง (P)
3. อธิบายวิธีหาทิศทางของแรงลัพธ์ และความเร่งของวัตถุจากกฎการเคล่ือนที่ข้อที่สอง
ของนิ ว ตัน ได้แ ละน ากฎ กา รเ คลื่อน ท่ีข้อที่ ส อง ของ นิ วตั นไป แก้ ปั ญห าเ ม่ื อกา หน ดส ถาน การ ณ์
ทเ่ี กยี่ วข้อง (P)
4. ทาการทดลองเพ่ือสรุปว่าเมื่อมวลคงตัวขนาดของความเร่งของวัตถุแปรผันตรงกับ
แรงลัพธแ์ ละอธิบายได้วา่ ถ้าให้แรงลัพธค์ งตวั ขนาดความเร่งของวตั ถจุ ะแปรผกผนั กับมวลของวัตถนุ ้ัน
(P)
5. ทางานรว่ มกบั ผูอ้ นื่ อย่างสร้างสรรค์ ยอมรับความคดิ เหน็ ของผูอ้ ่ืนได้ (A)
สาระสาคญั
กฎการเคลือ่ นทเ่ี ปน็ กฎท่ีใช้อธบิ ายเก่ียวกับสภาพการเคล่ือนทแ่ี ละการเปล่ียนสภาพของวัตถุ
ประกอบด้วยกฎการเคล่อื นที่ของนวิ ตันท้ังสามข้อ กฎการเคล่ือนที่ข้อที่สองของนิวตนั ว่าดว้ ย เมื่อมี
แรงลัพธ์ท่ีมคี ่าไมเ่ ท่ากบั ศูนย์มา กระทาต่อวัตถุ จะทาให้วัตถเุ กดิ ความเร่งในทิศเดียวกับแรงลัพธ์ทมี่ า
กระทาและขนาดของความเร่งนจ้ี ะแปรผนั ตรงกบั ขนาดของแรงลพั ธ์ และแปรผกผนั กับมวลของวัตถุ
กฎการเคล่ือนท่ีข้อที่ 2 ของนิวตัน มีใจความว่า “เม่ือมีแรงลัพธ์ซึ่งขนาดไม่เป็นศูนย์มา
กระทาต่อวัตถุจะทาให้เกิดความเร่งในทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ที่มากระทาและขนาดของ
ความเร่งจะแปรผันตรงกับขนาดแรงลัพธแ์ ละแปรผกผันกับมวลของวตั ถุ”
F ma
เมื่อ คอื แรงกระทาต่อวัตถุ มหี น่วยเปน็ นวิ ตนั
F
a คอื ความเรง่ ของวัตถุ มีหนว่ ยเปน็ เมตรต่อวนิ าที 2
m คือ มวลของวตั ถุ มีหน่วยเปน็ กิโลกรัม
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
3
คาชี้แจงในการใชช้ ุดกจิ กรรมการเรียนรู้ฟิสกิ ส์
1. อ่านคาชี้แจง คาแนะนา และลาดับข้ันตอนการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ท่ีเน้น
กระบวนการจัดการเรียนรู้ภาพที่แบบวัฏจักรการเรียนรู้แบบ 7 ข้ัน (7E) ให้เข้าใจอย่างแจ่มแจ้ง
ก่อนทจี่ ะศึกษาชดุ กิจกรรมการเรียนรฟู้ สิ ิกส์
2. ทาแบบทดสอบก่อนเรียนเพอื่ ประเมนิ ความรู้พ้ืนฐานของนกั เรยี น
3. ศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ท่ีเน้นกระบวนการจัดการเรียนรู้ภาพท่ีแบบวัฏจักร
การเรียนรู้แบบ 7 ข้ัน (7E) โดยปฏิบัติตามคาแนะนาสาหรับนักเรียนและคาชี้แจงท่ีระบุไว้ใน
คาแนะนาการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์สาหรบั นักเรียน บัตรเนื้อหา บัตรกิจกรรม ให้ครบถ้วน
ทกุ เรือ่ ง
4. หากนักเรียนยังไม่เข้าใจในสาระการเรียนรู้ให้กลับไปศึกษาอีกครั้งและขอคาแนะนา
จากครูเพ่ือให้เกิดความเข้าใจมากยิง่ ขึ้น
5. ทาแบบทดสอบหลังเรียนเพอ่ื เปรียบเทียบความก้าวหน้าในการเรียนของนักเรยี น
6. ในการทากิจกรรมให้นักเรียนทาด้วยความตั้งใจและมีความซื่อสัตย์ต่อตนเองให้มาก
ที่สดุ โดยนักเรียนไมด่ ูเฉลยกอ่ น
จะทำไดไ้ หมเอย่
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
4
คาแนะนาการใช้ชดุ กิจกรรมการเรียนรฟู้ สิ กิ สส์ าหรับครู
คาแนะนาในการใช้ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้ฟิสกิ ส์
1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ รายวิชาฟิสิกส์ 1 รหัสวิชา ว30201 หน่วยการเรียนรู้ท่ี 3
เรื่อง แรงและกฎการเคล่ือนที่ ระดับช้ันมัธยมศึกษาปีท่ี 4 ชุดท่ี 4 เร่ือง กฎการเคลื่อนที่ข้อท่ีสอง
ของนวิ ตัน
2. ส่วนประกอบของชุดกิจกรรมการเรียนร้ฟู สิ กิ ส์ประกอบด้วย
2.1 สาระการเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ สาระการเรียนรู้เพิ่มเติม จุดประสงค์การเรียนรู้
และสาระสาคัญ
2.2 แบบทดสอบกอ่ นเรียน
2.3 บตั รเน้ือหา
2.4 บัตรกิจกรรม
2.5 แบบทดสอบหลังเรยี น
2.6 แนวคาตอบบัตรกจิ กรรม
2.7 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน – หลังเรยี น
3. ครูต้องชี้แจงข้ันตอนการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ให้นักเรียนเข้าใจก่อน
ดาเนนิ กจิ กรรมต่างๆ
4. ครูสามารถใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ในการจัดการเรียนรู้ตามแผนการจัดการ
เรยี นรู้
5. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์แต่ละชุดมีส่วนประกอบของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์
ครบถว้ นสมบรู ณใ์ นตัวเอง ผู้เรียนสามารถใช้เรยี นรไู้ ด้ดว้ ยตนเอง
6. การตรวจนับคะแนนแบบทดสอบหลังเรียน ตอบถูกได้คะแนนข้อละ 1 คะแนน โดยใช้
เกณฑก์ ารผ่านร้อยละ 80 ถ้านกั เรียนทาคะแนนไดน้ อ้ ยกว่ารอ้ ยละ 80 ควรมกี ารสอนซอ่ มเสริม
จัดทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
5
คาแนะนาการใชช้ ดุ กิจกรรมการเรียนรู้ฟิสกิ สส์ าหรับนกั เรียน
ในการจัดการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ให้ผู้เรียนปฏิบัติตามขั้นตอน
ดงั นี้
1. นักเรียนศึกษาสาระ/มาตรฐานการเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ สาระสาคัญ จุดประสงค์
การเรยี นร้ขู องเรื่องที่เรียนให้เข้าใจ
2. นักเรยี นทาแบบทดสอบกอ่ นเรียน (ทาลงในกระดาษคาตอบทคี่ รูผู้สอนแจกให้)
3. นกั เรียนศึกษาและทากิจกรรมรว่ มกับครูหรอื ร่วมกบั กลมุ่ ตามท่ีกาหนดไว้ในบัตรเนือ้ หา
และบัตรกจิ กรรม
4. นักเรียนควรมีความซ่ือสัตย์และวินัยในการทากิจกรรมการเรียนรู้ท่ีกาหนดไว้ใน
ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์
5. นักเรียนตรวจสอบและประเมินผลการเรียนรู้ด้วยตนเองว่ามีความรู้และทักษะ
ตามจดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้หรอื ไม่ และควรต้องแกไ้ ขอยา่ งไร
6. นักเรยี นทาแบบทดสอบหลงั เรียน (ทาลงในกระดาษคาตอบท่ีครผู สู้ อนแจกให้)
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
6
แบบทดสอบกอ่ นเรยี น
เรอ่ื ง : กฎการเคลือ่ นท่ีข้อทสี่ องของนิวตนั กลมุ่ สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตร์
รายวชิ าฟสิ กิ ส์ 1 (ว30201) ช้นั มัธยมศึกษาปีที่ 4 เวลา 10 นาที
คาช้ีแจง 1. แบบทดสอบฉบับน้ี จานวน 10 ข้อ คะแนนเต็ม 10 คะแนน เวลาท่ีใช้ 10 นาที
2. จงเลอื กคาตอบทีถ่ กู ต้องทส่ี ุด แลว้ เขียนเครอื่ งหมาย ลงในกระดาษคาตอบ
1. ปริมาณใดในทางฟสิ กิ ส์ ที่บอกให้เราทราบว่า วัตถใุ ดมีความเฉอื่ ยมากนอ้ ยเพยี งใด
ก. แรง ข. นา้ หนัก
ค. ความเรง่ ง. มวล
2. วัตถุอันหนึ่งมีมวล 3 กิโลกรัม บนโลก เมื่อนาวัตถุนี้ไปดาวจูปิเตอร์ซึ่งมี g เป็น 10 เท่าของโลก
วตั ถุน้จี ะมีมวลเปน็ ก่กี ิโลกรมั
ก. 3.0 ข. 9.8
ค. 30 ง. 98
3. แรงขนาด 6 และ 8 นิวตัน กระทาต่อมวล 2 กิโลกรัม ในแนวขนานกับพ้ืนราบ ถ้าแรงท้ังสอง
ตั้งฉากตอ่ วตั ถุจะเคลอ่ื นทดี่ ว้ ยความเร่งเทา่ ไร
ก. 5 m/s2 ข. 3 m/s2
ค. 2 m/s2 ง. 1 m/s2
4. จากภาพที่ หากวตั ถไุ ถลไปบนพืน้ ราบอย่างเดยี วจงหาความเรง่ ของการเคลื่อนท่ี
ก. 5 m/s2 ข. 6 m/s2
ค. 7 m/s2 ง. 8 m/s2
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
7
5. วางมวล 10 กิโลกรมั ไว้บนกระดานลื่น เมื่อเอยี งกระดานทามุม 30o กับแนวราบ มวลจะเคล่อื นท่ี
ด้วยความเร่งกเ่ี มตร/วินาที2
ก. 1 ข. 3
ค. 5 ง. 7
6. นักกระโดดร่มมวล 65 กิโลกรัม ลงถึงพ้ืนดินด้วยการย่อตัว ขณะยืดตัวขึ้นจุดศูนย์กลางมวลของ
ร่างกายมีขนาดของความเร่ง 30 เมตรต่อ(วินาที)2 แรงที่พ้นื กระทาต่อเท้าของนักกระโดดรม่ คนน้เี ป็น
เทา่ ใด
ก. 650 นวิ ตนั ข. 1,300 นิวตนั
ค. 1,950 นวิ ตนั ง. 2,600 นิวตัน
7. วัตถุก้อนหน่ึงเมื่อถูกแรง 50 นิวตัน กระทาจะเคล่ือนท่ีด้วยความเร่ง 4 เมตร/วินาทียกกาลังสอง
อยากทราบวา่ วัตถนุ ้มี มี วลกก่ี ิโลกรมั
ก. 2.5 ข. 5.0
ค. 10.0 ง. 12.5
8. เชือกเส้นหนึ่งทนแรงดึงได้มากที่สุด 600 นิวตัน นาไปฉุดวัตถุมวล 50 กิโลกรัม ซ่ึงวางบนพื้น
ระดับลืน่ ในแนวระดับ จะทาให้วัตถมุ ีความเร่งมากที่สุดกเ่ี มตร/วนิ าที2
ก. 6 ข. 8 3.
ค 10 ง. 12
9. แรง 30 นิวตัน กระทาต่อวัตถุมวลก้อนหนึ่งในทิศทามุม 60o กับพ้ืนราบ ถ้าวัตถุเคลื่อนท่ีด้วย
ความเรง่ 3 m/s2 มวลก้อนน้นั มคี า่ กกี่ ิโลกรัม
ก. 4 ข. 5
ค. 6 ง. 8
10. คนหนัก 60 kg ปีนลงจากหน้าผา ถ้าเชือกทนน้าหนักได้เพียง 480 N เขาต้องปีนลงด้วย
ความเรง่ อย่างนอ้ ยกี่ m/s2 เชอื กจึงพอดไี มข่ าด
ก. 2 ข. 3
ค. 4 ง. 5
จัดทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
8
บตั รเนอื้ หา
ชุดกิจกรรมการเรยี นรฟู้ ิสิกส์
ชดุ ที่ 4 เร่ือง กฎการเคล่อื นทข่ี อ้ ทสี่ องของนวิ ตนั
กฎการเคล่ือนท่ีขอ้ ที่สองของนิวตัน (Newton,s second law of motion)
พบว่าวัตถุเมื่อถูกแรงภายนอกที่มีค่าไม่เป็นศูนย์มากระทา และแรงภายนอกนั้นมคี ่ามาก
พอจะทาให้วัตถุเปล่ียนสภาพการเคล่ือนท่ีจากเดิม เช่น ถ้าเดิมวัตถุหยุดนิ่งเมื่อถูกแรงภายนอก
กระทาจะส่งผลให้วัตถเุ คล่ือนท่ี หรอื เดิมถ้าวัตถุเคลื่อนที่อยู่แล้วเมอื่ ถูกแรงภายนอกกระทาก็จะส่งผล
ให้วัตถุเคล่ือนท่ีเร็วข้ึน หรือช้าลง หรือหยุดน่ิงก็ได้ ซึ่งการเปลี่ยนสภาพการเคล่ือนท่ีเดิมของวัตถุจะ
มากหรือน้อยจึงข้นึ กับปรมิ าณของแรงภายนอกท่มี ากระทาตอ่ วัตถแุ ละมวลของวัตถุ
นิวตันได้ให้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนท่ีของวัตถุไว้ว่า
“ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทาต่อวัตถุมีค่าไม่เป็นศูนย์ วัตถุจะเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนท่ี” น่ันคือ ความเร็ว
ของวัตถุอาจจะเพ่ิมขึ้นหรือลดลงหรืออาจเปล่ียนแปลงทิศทางการเคล่ือนที่ เรียกว่า “วัตถุเคล่ือนท่ี
ดว้ ยความเร่ง” เม่อื แรงลัพธ์ที่กระทามีคา่ ไม่เปน็ ศนู ย์จะเกิดการเปลย่ี นสภาพการเคลอ่ื นที่
ภาพท่ี 4.1 วัตถเุ คลือ่ นท่ดี ้วยความเร่ง
ที่มา : https://plengt.wordpress.com/ สบื คน้ เม่ือวันท่ี 13 ตุลาคม 2560
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
9
จากภาพที่ 4.1 จะเห็นว่าแรงลพั ธ์ดา้ นขวามือมีค่ามากกวา่ แรงลัพธ์ด้านซ้ายมือ จึงทาให้เกิด
การเคล่ือนท่ีไปทางขวามือด้วยความเร่งค่าหนึ่ง โดยความเร่งนี้จะมีค่ามากหรือน้อยข้ึนอยู่กับขนาด
ของแรงลพั ธท์ ี่กระทาต่อวตั ถแุ ละมวลของวตั ถุ
จากความสัมพันธ์ระหว่างแรง มวล และความเร่งข้างต้น สามารถสรุปเป็นกฎการเคล่ือนที่
ข้อที่สองของนิวตันได้ว่า “เมื่อมีแรงลัพธ์ที่มีขนาดไม่เป็นศูนย์มากระทากับวัตถุ จะทาให้วัตถุ
เคล่ือนท่ีด้วยความเร่งในทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ที่มากระทา และขนาดของความเร่งจะแปรผัน
ตรงกับขนาดของแรงลพั ธ์ และแปรผกผันกับมวลของวตั ถุ” โดยมีความสัมพนั ธด์ งั สมการ
จะได้ความสัมพันธ์เป็นกฎการการเคลือ่ นทีข่ ้อทสี่ องนวิ ตัน ดงั น้ี
…………………….……………………………(4.1)
F ma
เมือ่ แรงลัพธท์ ี่มากระทาตอ่ วตั ถุ มหี น่วยเป็นนิวตนั (N)
F
a ความเรง่ ของวตั ถุ มหี น่วยเป็นเมตรต่อวนิ าที 2 m / s2
m มวลของวัตถุ มหี นว่ ยเป็นกิโลกรัม kg
ภาพท่ี 4.2 การเคลอ่ื นที่ตกของผลแอปเปลิ ด้วยคา่ ความเรง่ โนม้ ถ่วงของโลก
(มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ คณุ ทหารลาดกระบงั )
สบื คน้ เมอ่ื วันที่ 20 กนั ยายน 2560
จัดทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
10
ภาพที่ 4.3 ความเร่งแปรผกผันกับมวล
ทมี่ า : www.neutron.rmutphysics.com/physics-glossary/index.php?option=com
สบื คน้ เมื่อวันท่ี 12 ตลุ าคม 2560
"ความเร่งของวตั ถุแปรผันตามแรงที่กระทาต่อวตั ถุ แตแ่ ปรผกผันกับมวลของวตั ถุ”
• ถ้าเราผลกั วตั ถุให้แรงขน้ึ ความเร่งของวัตถกุ จ็ ะมากข้ึนตามไปดว้ ย
• ถา้ เราออกแรงเท่าๆ กัน ผลักวตั ถุสองชนดิ ซ่ึงมมี วลไม่เท่ากัน วตั ถุที่มีมวลมากจะเคลือ่ นท่ี
ดว้ ยความเร่งน้อยกว่าวตั ถทุ ม่ี ีมวลน้อย
จากความสัมพันธท์ ัง้ สองข้างต้น
1. แรงเป็นสาเหตทุ ีท่ าให้วัตถเุ คล่ือนท่ดี ้วยความเรง่
2. มวลมีมากขึ้นเป็นสาเหตุให้ความเรง่ ลดลง
สรุปได้ว่า ความเร่งแปรผันตรงกบั แรง และประผกผนั กบั มวล
a F
m
หรือยา้ ยข้างสมการ เป็น
F ma
แรงลพั ธ์ทก่ี ระทากบั วัตถเุ ท่ากับมวลคณู ความเรง่
จัดทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
11
เม่ือเราออกแรงเท่ากันเพ่ือผลักรถใหเ้ คล่ือนที่ไปขา้ งหน้า รถทไ่ี ม่บรรทุกของมีมวลน้อยกวา่ จงึ
เคลือ่ นท่ีดว้ ยความเร่งมากกว่ารถที่บรรทุกของ
โลกหมุนรอบตัวเองตลอดเวลา ทาใหเ้ กิดกลางวนั -กลางคืน สง่ิ มีชวี ิตจงึ สามารถดารงชวี ิตอยู่
ต่อไปได้ การท่ีโลกหมุนรอบตัวเองตลอดเวลาน้ี เนื่องจากมีแรงท่ีมากระทาต่อโลกนั่นเอง ในทานอง
เดียวกัน การที่วัตถุต่างๆ บนโลก เคล่ือนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหน่ึงได้ ก็ต้องมีแรงมากระทาต่อ
วัตถุเช่นกัน ซ่ึงการเคลื่อนที่เน่ืองจากแรงดังกล่าว สามารถอธิบายได้ด้วย กฎการเคล่ือนที่ของนิวตัน
(Newton's Laws)
ในชุดกิจกรรมการเรียนรู้ฟิสิกส์ชุดที่ 3 เรื่อง กฎการเคลื่อนท่ีข้อท่ีหนึ่งของนิวตัน หรือ
กฎแห่งความเฉ่ือย F 0 แรงสมดุลกันไม่มีความเร่ง พอมาตอนนี้เราจะเล่าให้ฟังถึงกรณีท่ีแรง
ไม่สมดุล แรงลัพธ์ไม่เท่ากับ 0 นิวตัน ตัวอย่างเชน่ การเตะลูกบอล แรงลพั ธ์ที่ให้ลกู บอลมีค่ามากกว่า
0 นวิ ตัน เป็นการให้แรงท่ีทาให้ลูกบอลมีความเร่ง ความสาพันธ์ที่เป็นเหตุให้เกิดกฎแห่งความเร่งมี
2 หวั ข้อดังนี้
1. แรงเป็นสาเหตุท่ีทาให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง ยิ่งออกแรงมากข้ึนเท่าไรวัตถุยิ่งมี
ความเรง่ มากข้นึ เท่านน้ั สรปุ เป็นความสาพนั ธ์ไดว้ า่ แรงแปลผันตรงกบั ความเร่ง
F a
ภาพที่ 4.4 เดก็ เตะฟุตบอลไมแ่ รง ลกู บอลจึงเคล่ือนที่ดว้ ยความเร่งตา่
ทมี่ า : http://teambucharest.com สบื ค้นเมอ่ื วนั ที่ 13 ตุลาคม 2560
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
12
ภาพที่ 4.5 นกั ฟตุ บอลเตะฟุตบอลด้วยแรงทีมคี วามเร่งสูง
ท่ีมา : https://www.fourfourtwo.com/th/features/paksaitbaaneraa-xi-11
สบื ค้นเมือ่ วนั ที่ 13 ตุลาคม 2560
2. มวลท่ีมากข้ึนเป็นสาเหตุให้ความเร่งลดลง รถบรรทุกที่วิ่งด้วยแรงเท่าเดิมแต่เพิ่มมวล
ขน้ึ เรือ่ ยๆยอ่ มมอี ัตราเรง่ ลดลง สรปุ เปน็ ความสาพันธไ์ ด้ว่าความเรง่ แปลผกผนั กับมวล
a 1
m
ภาพที่ 4.6 รถบรรทุกเคลื่อนทด่ี ้วยความเร่ง
ท่มี า : http://www.neutron.rmutphysics.com/science-news/index.
สบื ค้นเม่ือวนั ท่ี 13 ตลุ าคม 2560
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
13
ในเร่ืองดาราศาสตร์ นิวตันอธิบายว่า ดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ต่างโคจรรอบกันและกัน
โดยมีจุดศูนย์กลางร่วม แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์มีมวลมากกว่าดาวเคราะห์หลายแสนเท่า เราจึง
มองเห็นว่า ดาวเคราะห์เคล่ือนท่ีไปโดยมีความเร่งมากกว่าดวงอาทิตย์ และมีจุดศูนย์กลางร่วมอยู่
ภายในตัวดวงอาทติ ย์เอง คล้ายกบั การหมุนลูกตมุ้ ดมั เบลสองขา้ งทม่ี ีมวลไมเ่ ท่ากนั ในภาพท่ี 4.7
ภาพท่ี 4.7 การหมนุ รอบจดุ ศูนย์กลางมวล
ทีม่ า : www.neutron.rmutphysics.com/physics-glossary/index.php?option=com
สืบค้นเมอื่ วนั ท่ี 12 ตลุ าคม 2560
ในกฎขอ้ ที่ 2 คาว่าแรงลัพธ์จะพูดถึงแรงภายนอกท่กี ระทาวตั ถุ หากพิจารณากฎข้อท่ี 2
จะเหน็ ไดว้ ่าเราสามารถสรุปไดเ้ ปน็ สมการสัน้ ๆ โดยถา้ F เปน็ แรงลัพธ์ที่กระทาต่อมวล m แล้วทา
ใหม้ วลมคี วามเร่วคงท่ี a ดงั ภาพที่ 4.8 จะได้
โดยทิศทางของแรงลพั ธแ์ ละความเร่งของมวลจะไปทิศทางเดยี วกัน
ภาพท่ี 4.8 แรงลัพธ์และความเร่งของมวลจะไปทศิ ทางเดียวกัน
ทม่ี า : www.neutron.rmutphysics.com/physics-glossary/index.php?option=com
สืบคน้ เม่ือวนั ที่ 12 ตลุ าคม 2560
จัดทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
14
จากสมการ (4.1 ) ถ้า m เทา่ กับ 1 กโิ ลกรมั a เท่ากับ 1 เมตรต่อวินาที2 จะได้แรง F
เท่ากับ 1 นิวตัน ดังน้ันแรง 1 นิวตัน หมายถึง แรงท่ีสามารถทาให้วัตถุมีมวล 1 กิโลกรัมเคลื่อนที่ไป
ดว้ ยความเรง่ 1 เมตรต่อวินาที2
“หากแรงลัพธภ์ ายนอกไมเ่ ป็นศนู ย์จะทาให้วตั ถเุ กิดการเปล่ยี นแปลงสภาพการเคลอื่ นที่”
“The time rate of change of linear momentum of an object is proportional to
the net external force acting on it and occurs in the direction of the resultant force”
ในท่ีน้ีโมเมนตัมนิยามเป็นผลคูณของมวลและความเร็วของวัตถุ p=mv ซึ่งเป็นปริมาณท่ีบ่ง
บอกถึงสภาพการเคล่ือนที่ของวัตถุ หากเราถอดความกฎการเคลื่อนท่ีข้อท่ีสองออกมาเป็นสมการ
คณติ ศาสตร์เราจะไดว้ ่า F=dp/dt กฎขอ้ น้ีของนิวตันสาหรบั ผูเ้ ขียนสามารถมองไดว้ า่ เปน็ กฎของเหตุ
และผล เหตุของการเปล่ียนแปลงคอื แรงลพั ธท์ กี่ ระทาวัตถทุ ี่ไมเ่ ปน็ ศูนย์ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนสภาพ
การเคล่อื นทีห่ รอื โมเมนตัมกบั เวลานั้นเอง
สาหรบั วตั ถุมมี วลไมเ่ ปลยี่ นแปลงไปกบั เวลาเราจะไดว้ า่ F=mdv/dt=ma ซึ่งเป็น
สมการทเ่ี ราคุน้ เคยกนั มากข้นึ ดงั นัน้ จากสมการด้านบนเราสามารถสรปุ ไดว้ า่ ขนาดของ
ความเร่ง a แปรผันตรงกับขนาดของแรงลพั ธ์แต่แปรผกผันกับขนาดของมวล m
เน่ืองจากแรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ ดังน้ันวัตถุอาจจะมีแรงกระทาอยู่ด้วยกันหลายแรง
แรงลัพธ์ท่ีไม่เป็นศูนย์จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว ดังนั้นเราจะใช่กฎการเคลื่อนข้อนี้
ของนิวตันในการนิยามแรงไม่ได้เพราะเราไม่สามารถอ้างถึงแรงย่อยๆแต่ล่ะแรงได้ นิยามของแรงนั้น
ตอ้ งไปวา่ กันทกี่ ฎการเคลื่อนทข่ี อ้ ที่ 3 ของนวิ ตันตอ่ ไป
เพื่อให้ประเด็นเร่ืองแรงลัพธ์กระจ่างมากข้ึนเราพิจารณามวลท่ีโดนพลักด้วยแรง F ไป
บนพื้นทีแ่ รงเสยี ดทาน f ดังภาพที่ 4.9 โดยที่ขนาดของแรงพลกั F นั้นโตกว่าแรงเสียดทาน f
ภาพที่ 4.9 วตั ถมุ วล m ถกู พลกั ไปด้วยแรง F อยา่ งตอ่ เนอื่ งไปทางขวาบนพน้ื ท่ีมีแรงเสียดทาน f
ทมี่ า : https://medium.com/@sikarinyookong
สบื ค้นเมอื่ วนั ที่ 24 พฤศจกิ ายน 2560
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
15
ดังนน้ั สมการทเี่ ราไดม้ าจะอย่ใู นภาพ F-f=ma ซ่งึ เราสามารถออกแบบการทดลองเพ่ือวดั
คา่ ความเรง่ ออกมาได้ สาหรับกรณนี ีห้ ากเรายา้ ยขา้ งสมการเราจะได้วา่ คา่ ความเร่งจะมีขนาดเท่ากบั $
a=(F-f)/m=$
ตอ่ ไปเราพิจาณาอกี กรณที วี่ ัตถุมวล m ถกู พลกั ไปด้วยแรง A แลว้ มแี รงตา้ น B บนพื้นลน่ื
ดงั ภาพ 4.10 โดยแรง A มขี นาดโตกวา่ แรง B
ภาพที่ 4.10 วตั ถุมวล m ถกู ผลกั ไปด้วยแรง A อยา่ งต่อเน่อื งไปทางขวาบนพ้ืนโดยมีแรงต้าน B
ท่มี า : https://medium.com/@sikarinyookong
สบื ค้นเมือ่ วนั ที่ 24 พฤศจิกายน 2560
สาหรบั กรณีนเ้ี ราจะไดส้ มการ A-B=ma และทาการยา้ ยข้างหาความเรง่ เราจะได้
a=(A-B)/m=$
ซ่ึงหากค่าที่วัดออกมาได้น้ันเป็น $ เท่ากับกรณีแรกพอดี ซ่ึงจากกฎการเคลื่อนที่ข้อท่ี 2 นั้น
แน่นอนวา่ ความเรง่ แปรผันตรงกบั แรงลพั ธ์ แต่ทงั้ สองกรณกี ารมีอยู่ของแรงย่อยๆท่กี ระทานั้นต่างกนั
สาหรับกรณใี นภาพที่ 4.9 เกดิ หากวา่ แรง F=f เราจะพบวา่ ความเรง่ ของวัตถนุ ้ันเปน็ ศนู ยห์ รือวัตถุจะ
เคลอ่ื นทดี่ ว้ ยความเรว็ คงที่สาหรับกรณนี ี้ แตเ่ ราไม่สามารถสรุปไดว้ ่าเราได้กฎการเคล่อื นที่ข้อท่ี 1
กลบั มาจากเหตกุ ารณ์นี้ หากแตเ่ ราต้องบอกวา่ วัตถอุ ยใู่ นสมดลุ ของแรงยอ่ ยๆระหวา่ งการเคลื่อนที่จึง
ไมก่ อ่ ให้เกิดการเปลยี่ นแปลงของความเรว็
ความเร่งนั้นแปรผกผันกับมวลของวัตถุ เพื่อท่ีจะทาการอภิปรายประเด็นนี้เราข้อทาผ่าน
ตัวอย่างดังต่อไปน้ี สมมุติออกแรง F เพื่อผลักวัตถุสองก้อนที่มีมวล m และ M โดยท่ี M น้ันมีค่า
มากกวา่ m ดงั ภาพ 4.11
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
16
ภาพที่ 4.11 วัตถุมวล m และ M โดยผลักไปทางขวาบนพื้นล่ืนดว้ ยแรง F
ท่ีมา : https://medium.com/@sikarinyookong
สืบค้นเมอ่ื วันท่ี 24 พฤศจกิ ายน 2560
แน่นอนวา่ ความเรง่ ของมวล M น้ันยอ่ มนอ้ ยกวา่ มวล m
A=F/M<F/m=a
หากเราต้องการทาให้วัตถุท้ังสองมีความเร่งเท่ากัน สิ่งท่ีเราทาได้คือเพิ่มขนาดของแรงใน
ทศิ ทางเดิมให้กับมวล M (หรือลดขนาดของแรงสาหรับมวล m นนั้ เอง) หรอื เราอาจพูดได้ว่าหากเรา
ต้องการทาให้วัตถุทั้งสองเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ที่เหมือนกันเราจะต้องแสดงความ
พยายาม(ออกแรง)มากกวา่ สาหรับมวลท่มี ากกวา่
ดังนั้น มวล มีคุณสมบัติพิเศษสาหรับกฎการเคล่ือนที่ข้อที่ 2 นี้ คุณสมบัติทว่ี ่าคือ คุณสมบัติ
ที่ต่อต้านการเปล่ียนแปลงสภาพการเคลื่อนที่นั้นเอง หรือ เราอาจเรียกมวลว่า ความเฉื่อย (inertia)
ของวตั ถุ รวมกนั เราเรียกมวลในกฎการเคลือ่ นท่ขี อ้ ท่ี 2 น้ีว่า มวลเฉอ่ื ย (inertia mass)
มวลและนา้ หนัก
ในชีวิตประจาวันเราเรียกน้าหนักของสิ่งของว่ามีหน่วยเป็น kgกิโลกรัมซ่ึงผิด ความจริงแล้ว
น้าหนักในทางฟิสิกส์ต้องมีหน่วยเป็น N นิวตัน ส่วนมวลมีหน่วยเป็น kg กิโลกรัม มวลคือเน้ือสาร
นกั บนิ อวกาศไร้น้าหนกั เนื่องจากไม่มีแรงดึงดูดจากดวงดาวกระทากบั เขา เขาจึงไม่มีน้าหนัก แตม่ วล
ของเขาซ่ึงก็คือร่างกายของเองยังเท่าเดิมเหมือนที่อยู่บนโลก น้าหนักคือแรงเน่ืองจากความเร่งโน้ม
ถว่ งกระทากับมวลคนที่มีมวลมากนา้ หนักมาก และถ้าอยบู่ นดาวท่มี ีแรงโน้มถ่วงมากนา้ หนักก็จะมาก
เขยี นเป็นสมการไดด้ ังนี้
W = mg
จัดทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
17
W คอื น้าหนักหนว่ ยเป็น N นิวตนั
m คอื มวลหน่วยเปน็ kg กโิ ลกรมั
g คือ ความเรง่ โนม้ ถ่วงหน่วยเป็น m/s2 (เมตรต่อวินาทกี าลงั สอง)
เช่น คนมวล 65 kg อยบู่ นโลกซ่ึงมีความเรง่ โน้มถ่วงประมาณ 9.8 m/s2 จะมนี ้าหนัก
W = mg
W = (65)(9.8) = 637 N
เมื่อคนทมี่ วล 65 kg ไปอยู่ทีด่ วงจันทร์ซงึ่ มคี วามเร่งโนม้ ถ่วง 1.6 m/s2 ดังน้นั เขาจะหนกั
W = mg
W = (65)(1.6) = 105.7 N
ตวั อยา่ ง 4.1 วัตถุ A มวล 02 กโิ ลกรัม วางบนพื้นโตะ๊ ที่ไมม่ ีแรงเสยี ดทาน เม่ือมแี รงขนาด
30 นวิ ตัน มากระทาต่อวัตถุ A ในทิศขนานกับพืน้ โต๊ะ จงหาขนาดและทศิ ทางของความเร่งทเ่ี กิดข้ึน
บนวัตถุ A
วิธีทา วาดภาพแสดงถึงแรงท่กี ระทาต่อวตั ถุ A
F = 30 kg
20 kg
หาความเรง่ ( ) จาก
a F ma
30 20a
30
a
20
1.5 m/ s2
a
ตอบ ความเร่งมีค่าเท่ากับ 1.5 เมตรต่อวินาทียกกาลังสอง มีทิศเดียวกับแรงท่ีกระทาต่อ
วตั ถุ
จัดทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
18
ตัวอย่าง 4.2 มวล m ขนาด 10 กิโลเมตร มีแรง 1 และ 2 กระทาดังภาพที่ ถ้าขนาด
F1 F F
F2
ของ และ มีคา่ 10 และ 20 นวิ ตันตามลาดับ จงหาขนาดและทิศทางความเรง่ ของมวล m
วิธีทา ตามกฎการเคลอื่ นทขี่ ้อสองของนวิ ตนั จะได้
1+F F = m a
F
2 = m a
(+10)+(-20) = (10)a
a = -1 m/s2
+a10ในเทพน่ีราห้ี ะมพาุ่งยไถปงึ ทาaงขแวลาะแFท2นมแที ริศงเดFยี 2วดกว้นั ยเพ–2ร0าะเตพอรนาะแพทงุ่นไคปา่ ทาFง1ซ้าแยละ
เคร่ืองหมายของ
F 2 เราแทนแรง F 1 ดว้ ย
ดงั นน้ั มีทิศพุ่งไปทางซ้าย
a
ตอบ ความเรง่ ของมวล m เทา่ กบั 1 เมตรต่อวินาที2 พงุ่ ไปทางซ้าย
ตัวอย่าง 4.3 เด็กคนหน่ึงลากแคร่บนพื้นราบลื่นด้วยเชือกเบา เอียงทามุม 15 องศากับ
แนวราบ ดังภาพที่ ถ้าแครม่ ีมวล 20 กโิ ลกรัม และเด็กคนน้ีต้องออกแรงดึง 10 นิวตัน อยากทราบว่า
แคร่จะเคล่ือนไปดว้ ยความเร่งเท่าไร
จัดทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
19
วิธีทา
F
จากภาพท่ี เราแตกแรง ( ซ่ึงสมมติว่าเป็นแรงที่เด็กคนน้ันใช้ดึง) ให้ออกเป็น 2 แนว คือ
แนวราบและแนวดงิ่
F
แนวราบ อยใู่ นแนวเคลือ่ นที่ คือ cos 15
แนวด่งิ อยู่ในแนวตง้ั ฉากกบั การเคล่อื นที่ คือ F sin 15
แรงในด่ิงไม่มีผลต่อการเคล่ือนที่ของแคร่ในแนวราบ สมมติแคร่เคล่ือนท่ีไปในแนวราบ
ดว้ ยความเร่ง a ตามกฎข้อสองของนวิ ตนั จะได้
= m a
F
F cos 15 = m a
a= F cos15
m
= (10)(0.966)
20
= 0.48 m/s2
ตอบ แคร่จะเคลอื่ นทไ่ี ปด้วยความเรง่ 0.48 เมตรต่อวนิ าที2
ตัวอย่าง 4.4 วัตถุหน่ึงมีแรงมากระทาขนาด 80 นิวตัน แล้วเกิดความเร่ง 8 เมตร/วินาที2
ถ้าวัตถนุ ้ถี ูกแรง 40 นวิ ตนั กระทา จะเกิดความเร่งเท่าใด
วิธที า โจทยก์ าหนดให้ F1 80N , a1 8m / s 2
F2 ,
จากสูตร 40 N หา a2
พิจารณาแรงที่ 1 F
พจิ ารณาแรงท่ี 2 =m a
(2) (1) จะได้ F1
F2 ………………………………..(1)
ma1 ………………………………..(2)
ma2
F2 ma2
F1 m a1
F2 a2
F1 a1
F2
a2 a1
F1
40 8 4m / s2
a2 80
ตอบ หารมีแรง 40 นิวตนั มากระทากับวตั ถจุ ะเกิดความเร่ง 4 m / s2
จัดทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
20
ตัวอย่าง 4.5 อนุภาคมวล m ขนาด 5.2 กิโลกรัม ถูกแรงสองแรงดึงในทิศทางท่ีตั้งฉากกัน
ดังภาพที่ แรง F1 และ F2 มีขนาด 3.7 และ 4.3 นิวตัน ตามลาดับ จงหาขนาดและทิศทางของ
ความเร่งของอนภุ าค
วิธีทา
F
หา F เป็นแรงลัพธ์ที่กระทากับอนุภาคมวล m เราสามารถหา F ได้
F1 และ
โดยรวมแรง F 2:แบบFเวก=เตFอร1+์
เขียนแบบเวกเตอร์ F 2
เขยี นแบบสเกลาร์ : F = F12 F22
ซงึ่ เปน็ มุมทแี่ Fรง=ลพั ธ์(3.7)F2 (4.3)2 = 5.7 N
จะได้
จากภาพท่ี ถ้าจะหา จะทากบั F 2
tan = F1 = 3.7 = 0.86
F2 4.3
= tan-1 0.86 = 40.7
a a
หา เปน็ ความเร่งของอนุภาค เราสามารถหาไดโ้ ดยใชก้ ฎข้อสองของนวิ ตนั
จาก = m a
F
5.7 = (5.2)a
ตอบ ความเรง่ ของอนุภาคมขี นาด 1.1 เมaตร=ตอ่1.ว1ินmาท/ี2s2ทแามละุมมtีทaศิnเ-1ด0ีย.ว8ก6บั กบัFF2
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
21
บัตรกิจกรรมท่ี 4.1
การทดลอง เรื่อง การเคล่ือนท่ีด้วยความเรง่
คาชแ้ี จง ใหน้ กั เรยี นทาการทดลองบนั ทกึ ผลและตอบคาถามทา้ ยกิจกรรม
จดุ ประสงค์การเรยี นรู้
1.ทาการทดลองเพ่อื สรปุ วา่ เมื่อมวลคงตัวขนาดของความเร่งของวัตถุแปรผนั ตรงกับแรง
ลัพธ์และอธิบายได้ว่าถ้าให้แรงลพั ธค์ งตัว ขนาดความเรง่ ของวตั ถุจะแปรผกผนั กบั มวลของวตั ถุนนั้
จดุ ประสงค์การทดลอง
1. เพ่ือศึกษาความสมั พันธ์ของแรงลพั ธก์ ับความเรง่ ของวตั ถุ
วสั ดุ/อุปกรณ์
รายการ จานวน/กลมุ่
1. รอกเด่ยี ว 2 ตวั
2. รถทดลอง 1 คัน
3. ต้มุ นา้ หนัก มวล 0.01 กโิ ลกรัม 4 ตวั
วธิ ีทดลอง แตล่ ะกลมุ่ ดาเนนิ การดังต่อไปนี้
1. นักเรียนจัดเตรียมอุปกรณ์ ดงั ภาพทภี่ าพ
2. แขวนลูกตุ้มน้าหนัก โดยใช้ลูกตุ้มด้านละ 1 ตัว (แทนมวลด้านซ้ายด้วย mB และ
แทนมวลด้านขวาดว้ ย m A) ค่อย ๆ ปลอ่ ยมือ สังเกตการเคล่อื นท่ขี องรถทดลอง
3. ทาการทดลองเช่นเดิม โดยเปล่ียน m A เป็น 0.10, 0.20 , 0.30 กโิ ลกรมั ตามลาดับ
สงั เกตและบันทึกผลลงในตาราง
4. แปลผลขอ้ มลู โดยพจิ ารณาจากคาถามสาคัญประกอบการทดลอง
5. สรุปผลการทดลอง
จัดทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
22
แบบรายงานการทดลองที่ 4.1 เรอ่ื ง การเคลอ่ื นท่ดี ว้ ยความเรง่
สมาชิกในกลุ่ม
1................................................................................. ชน้ั .............. เลขท่.ี ..............
2................................................................................. ชั้น.............. เลขท.่ี ..............
3................................................................................. ชนั้ .............. เลขที่...............
4................................................................................. ชั้น.............. เลขท่.ี ..............
5................................................................................. ช้นั .............. เลขท.่ี ..............
จดุ ประสงคก์ ารทดลอง
1. ........................................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. ........................................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. ........................................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
สมมติฐานการทดลอง
1. ........................................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. .........................................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. .........................................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
ตวั แปรตน้
1. .........................................................................................................................................................
2. ..........................................................................................................................................................
3. ..........................................................................................................................................................
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
23
ตัวแปรตาม
1. .........................................................................................................................................................
2. ..........................................................................................................................................................
3. ....................................................................................................................................................... ...
ตารางบันทึกผลการทดลอง มวล mB (kg) การเคลอื่ นท่ขี องรถทดลอง
0.10
มวล m A (kg) 0.10
0.10 0.10
0.20
0.30
แปลผลข้อมูล
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
สรุปผลการทดลอง
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
…………………………………………………………………………………………………………....................................…
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
24
คาถามสาคญั ประกอบการทดลองที่ 4.1 เรอ่ื ง การเคลอื่ นท่ีดว้ ยความเรง่
ในการทดลองท่ี 4.1 ให้นกั เรียนพิจารณา ดังนี้
1. ถา้ มวลสองขา้ งเท่ากัน รถทดลองจะมกี ารเคล่ือนที่หรอื ไม่
……………………………………………………………………………………………………………………………………….……
………………………………………………………………………………………………………………………………………….…
…………………………………………………………………………………………………………………………………….………
2. ถ้าเปลย่ี นมวล m A เป็น 0.10, 0.20 , 0.30 กโิ ลกรัมตามลาดับ ผลจะเป็นอยา่ งไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………….……
…..………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. ความเร็วมกี ารเปล่ียนแปลงอย่างไร มีทศิ ทางอย่างไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
4. จะวเิ คราะห์ได้อย่างไรว่ารถทดลองเคลื่อนทด่ี ว้ ยความเร่ง
……………………………………………………………………………………………………………………………………….……
………………………………………………………………………………………………………………………………………….…
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
5. จะอธิบายความสัมพันธ์ของแรงลพั ธ์กบั ความเร่งได้วา่ อย่างไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
25
บตั รกจิ กรรมท่ี 4.2
เรอื่ ง กฎการเคลอื่ นท่ีขอ้ ท่ีสองของนิวตัน
จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
1.1 อธิบายความหมายและบอกได้วา่ มวลเป็นปริมาณสเกลาร์
1.2 อธิบายวิธีหาทิศทางของแรงลัพธ์ และความเร่งของวัตถุจากกฎการเคล่ือนท่ีข้อที่สอง
ของนิวตันได้และนากฎการเคลื่อนท่ีข้อท่ีสองของนิวตันไปแก้ปัญหาเม่ือกาหนด
สถานการณท์ ี่ เกีย่ วขอ้ ง
คาช้ีแจง จงตอบคาถามตอ่ ไปน้ี
1. กฎการเคล่ือนท่ีข้อท่ีสองของนิวตันกล่าวไว้วา่
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
2. มวล คอื อะไร มีหนว่ ยเป็นอะไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
3. จงเขียนสมการแสดงกฎการเคลื่อนท่ขี อ้ ท่ีสองของนิวตนั
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
4. ถา้ จรวดพ่นแก๊สและเชือ้ เพลิงทเ่ี ผาไหม้ออกไป ทาให้เกิดแรงขบั เคลื่อนจรวดคงตวั ความเรง่ ของ
จรวดจะคงตวั หรือไม่ อย่างไร เพราะเหตุใด
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
26
5. ถา้ นามวลมาตรฐาน 1 กิโลกรัม จากกรงุ ปารสี มาไว้กรุงเทพฯ มวลจาลองน้ีจะมคี า่ เป็นอย่างไร
เพราะเหตใุ ด
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
6. ต้องใช้แรงขนาดเท่าใดกระทาต่อวัตถุมวล 0.5 กิโลกรัม จึงจะทาให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง
4.0 เมตรต่อวนิ าที2
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
7. ถ้าใช้แรง 3.0 นิวตัน กระทาต่อมวล 6.0 กิโลกรัม จงหาขนาดและทิศของวัตถุเมื่อแรงกระทา
ในทศิ เดียวกนั และเม่อื แรงกระทาในทิศตรงข้ามกัน
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
จัดทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
27
8. ถ้าใช้แรง 3.0 นวิ ตัน กระทาต่อมวล 6.0 กิโลกรัมวัตถุนน้ั จะเคล่ือนท่ดี ้วยความเร่งเท่าใด
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
9.วัตถกุ อ้ นหนึง่ เมื่อถูกแรง 50 นิวตัน กระทาจะเคล่อื นทดี่ ว้ ยความเร่ง 4 เมตร/วนิ าที2
อยากทราบวา่ วตั ถนุ ้มี ีมวลกี่กโิ ลกรัม
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
10. วตั ถุมวล 5 กิโลกรัม ตกจากตกึ สูง 50 เมตร ขณะลอยในอากาศมีแรงกระทาต่อวตั ถเุ ท่าใด
............………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
28
บตั รกิจกรรมที่ 4.3
แผนผังมโนทศั น์ เรอื่ ง กฎการเคลื่อนทขี่ อ้ ท่สี องของนิวตนั
คาชแ้ี จง ใหน้ กั เรยี นสรปุ ความรู้ทเ่ี ก่ยี วกับ “กฎการเคล่ือนที่ขอ้ ที่สองของนิวตนั ”
เป็นแผนผังมโนทศั น์ (Concept Mapping) ในกระดาษทแี่ จกให้แลว้ นาเสนอผลงานหน้าชั้นเรียน
จัดทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
29
แบบทดสอบหลังเรียน
เร่อื ง : กฎการเคล่อื นทข่ี อ้ ท่ีสองของนวิ ตัน กลมุ่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
รายวิชาฟิสิกส์ 1 (ว30201) ชนั้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 4 เวลา 10 นาที
คาชี้แจง 1. แบบทดสอบฉบบั นี้ จานวน 10 ข้อ คะแนนเตม็ 10 คะแนน เวลาท่ใี ช้ 10 นาที
2. จงเลอื กคาตอบที่ถกู ต้องท่ีสดุ แล้วเขียนเครื่องหมาย ลงในกระดาษคาตอบ
1. นักกระโดดร่มมวล 65 กิโลกรัม ลงถึงพ้ืนดินด้วยการย่อตัว ขณะยืดตัวข้ึนจุดศูนย์กลางมวลของ
ร่างกายมีขนาดของความเร่ง 30 เมตรต่อ(วินาที)2 แรงท่ีพืน้ กระทาต่อเท้าของนักกระโดดร่มคนน้เี ป็น
เท่าใด
ก. 650 นวิ ตนั ข. 1,300 นิวตัน
ค. 1,950 นวิ ตนั ง. 2,600 นวิ ตนั
2. วัตถุก้อนหน่ึงเมื่อถูกแรง 50 นิวตัน กระทาจะเคล่ือนที่ด้วยความเร่ง 4 เมตร/วินาทียกกาลังสอง
อยากทราบว่าวัตถุนมี้ ีมวลกี่กโิ ลกรัม
ก. 2.5 ข. 5.0
ค. 10.0 ง. 12.5
3. เชอื กเสน้ หน่ึงทนแรงดงึ ได้มากท่ีสุด 600 นวิ ตัน นาไปฉดุ วัตถมุ วล 50 กิโลกรมั ซ่ึงวางบนพ้นื ระดับ
ลื่นในแนวระดับ จะทาให้วตั ถุมีความเรง่ มากทส่ี ดุ กเี่ มตร/วนิ าที2
ก. 6 ข. 8 3
ค. 10 ง. 12
4. แรง 30 นิวตัน กระทาต่อวัตถุมวลก้อนหนึ่งในทิศทามุม 60o กับพ้ืนราบ ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วย
ความเรง่ 3 m/s2 มวลกอ้ นนน้ั มีค่ากี่กโิ ลกรัม
ก. 4 ข. 5
ค. 6 ง. 8
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
30
5. คนหนกั 60 kg ปีนลงจากหน้าผา ถ้าเชือกทนนา้ หนักได้เพียง 480 N เขาตอ้ งปีนลงด้วยความเร่ง
อย่างนอ้ ยกี่ m/s2 เชือกจึงพอดไี ม่ขาด
ก. 2 ข. 3
ค. 4 ง. 5
6. ปริมาณใดในทางฟิสกิ ส์ ทบี่ อกใหเ้ ราทราบว่า วตั ถใุ ดมคี วามเฉอ่ื ยมากนอ้ ยเพยี งใด
ก. แรง ข. น้าหนกั
ค. ความเร่ง ง. มวล
7. วัตถุอันหน่ึงมีมวล 3 กิโลกรัม บนโลก เม่ือนาวัตถุนี้ไปดาวจูปิเตอร์ซึ่งมี g เป็น 10 เท่าของโลก
วตั ถนุ จี้ ะมีมวลเป็นกกี่ ิโลกรัม
ก. 3.0 ข. 9.8
ค. 30 ง. 98
8. แรงขนาด 6 และ 8 นิวตัน กระทาต่อมวล 2 กิโลกรัม ในแนวขนานกับพื้นราบ ถ้าแรงทั้งสอง
ตั้งฉากตอ่ วตั ถจุ ะเคลอ่ื นทด่ี ว้ ยความเร่งเท่าไร
ก. 5 m/s2 ข. 3 m/s2
ค. 2 m/s2 ง. 1 m/s2
9. จากภาพท่ี หากวัตถุไถลไปบนพน้ื ราบอย่างเดียวจงหาความเรง่ ของการเคล่ือนที่
ก. 5 m/s2 ข. 6 m/s2
ค. 7 m/s2 ง. 8 m/s2
10. วางมวล 10 กโิ ลกรัม ไวบ้ นกระดานลน่ื เม่อื เอียงกระดานทามมุ 30o กบั แนวราบ
มวลจะเคล่ือนที่ดว้ ยความเร่งก่เี มตร/วนิ าที2
ก. 1 ข. 3
ค. 5 ง. 7
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
31
เฉลยบตั รกจิ กรรมท่ี 4.1
รายงานการทดลอง เรอ่ื ง การเคลอ่ื นท่ีด้วยความเร่ง
สมาชกิ ในกลุ่ม
1................................................................................. ชั้น.............. เลขท.่ี ..............
2................................................................................. ชน้ั .............. เลขท.่ี ..............
3................................................................................. ชั้น.............. เลขท่ี...............
4................................................................................. ชัน้ .............. เลขท.ี่ ..............
5................................................................................. ช้นั .............. เลขที.่ ..............
จดุ ประสงคก์ ารทดลอง
1. เพื่อศึกษาความสัมพันธข์ องแรงลพั ธ์กับความเร่งของวัตถุ
สมมติฐานการทดลอง
1. แรงลพั ธท์ ่ีกระทาตอ่ วตั ถไุ มเ่ ป็นศนู ย์ นา่ จะทาใหว้ ัตถเุ คล่อื นทด่ี ว้ ยความเร่ง
ตวั แปรตน้
1. ขนาดของแรงลัพธ์
ตัวแปรตาม
1. ขนาดของความเร็วท่เี ปลย่ี นไป
จัดทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
32
ตารางบันทกึ ผลการทดลอง มวล mB (kg) การเคล่ือนทข่ี องรถทดลอง
0.10 รถทดลองไม่เคล่ือนที่
มวล m A (kg) 0.10 รถทดลองเคลื่อนที่ไปทางด้าน
0.10 มวล m A
0.20 รถทดลองเคลื่อนท่ีไปทางด้าน
มวล m A ดว้ ยความเรว็ ทม่ี ากขึ้น
0.30 0.10
แปลผลการทดลอง
- เมอื่ มวล m A เพ่มิ ขึน้ แรงโนม้ ถ่วงทางดา้ น m A จะมากกว่า แรงโนม้ ถ่วงทางด้าน
mB
- แรงลัพธ์เท่ากับ แรง m A - แรง mB ทาใหร้ ถทดลองเริ่มเคล่ือนที่จากภาวะหยดุ นิ่งไป
ทางด้าน m A
- รถทดลองมีการเปล่ียนแปลงความเรว็ หรอื มคี วามเรง่
- เมอ่ื แรงลัพธ์เพิม่ ขึน้ ความเร่งจะเพิ่มข้ึนตาม
สรุปผลการทดลอง
แรงลัพธ์ท่ีกระทาต่อวัตถุไม่เป็นศูนย์ ทาให้วัตถุเคล่ือนท่ีด้วยความเร่งในทิศทางเดียวกับ
แรงลัพธ์ท่ีมากระทาและขนาดของความเร่งจะแปรผันตรงกับขนาดแรงลัพธ์และแปรผกผันกับ
มวลของวัตถุ
ทำไดห้ รอื เปลำ่ คะนกั เรยี น
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
33
เฉลยคาถามสาคญั
ประกอบการทดลองที่ 4.1 เร่อื ง การเคลือ่ นทด่ี ว้ ยความเร่ง
ในการทดลองที่ 4.1 ใหน้ ักเรยี นพิจารณา ดังนี้
1. ถา้ มวลสองขา้ งเท่ากัน รถทดลองจะมีการเคล่ือนทห่ี รอื ไม่
- รถทดลองไมเ่ คล่อื นที่
2. ถ้าเปลีย่ นมวล m A เป็น 0.10, 0.20 , 0.30 กิโลกรมั ตามลาดับ ผลจะเปน็ อย่างไร
- รถทดลองจะเคล่อื นท่มี าทางดา้ น… m A ด้วยความเรว็ มากข้นึ
3. ความเรว็ มกี ารเปล่ียนแปลงอย่างไร มที ิศทางอย่างไร
- ความเร็วจะเพ่มิ มากข้นึ ตามมวลท่เี พม่ิ ข้ึน
4. จะวิเคราะหไ์ ด้อย่างไรว่ารถทดลองเคลอ่ื นที่ด้วยความเร่ง
- เน่ืองจากมีการเปล่ียนความเร็วตามมวลที่เพ่มิ ข้ึนจึงมคี วามเร่งเกดิ ขนึ้
5. จะอธบิ ายความสมั พันธข์ องแรงลัพธก์ บั ความเร่งได้วา่ อย่างไร
- เมือ่ แรงลัพธเ์ พิม่ ขนึ้ ความเรง่ จะเพมิ่ ขน้ึ ตามโดยมีทศิ ทางเดยี วกบั แรงลัพธ์ที่มากระทา
และขนาดของความเร่งจะแปรผนั ตรงกับขนาดแรงลัพธ์และแปรผกผนั กับมวลของวัตถุ
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
34
บัตรเฉลยกจิ กรรมที่ 4.2
เรอ่ื ง กฎการเคลือ่ นทขี่ อ้ ทีส่ องของนวิ ตนั
คาชีแ้ จง จงตอบคาถามตอ่ ไปนี้
1. กฎการเคล่ือนทีข่ ้อที่สองของนวิ ตันกลา่ วไวว้ ่า
ตอบ เม่ือมีแรงลัพธ์ซ่ึงขนาดไม่เป็นศูนย์มากระทาต่อวัตถุจะทาให้เกิดความเร่งใน
ทิศทางเดียวกับแรงลัพธ์ที่มากระทาและขนาดของความเร่งจะแปรผันตรงกับขนาดแรงลัพธ์และ
แปรผกผนั กับมวลของวตั ถุ
2. มวล คอื อะไร มหี นว่ ยเปน็ อะไร
ตอบ มวล คือ ปริมาณเนือ้ ธาตุของวัตถุหรือสาร มีหน่วยเป็นกโิ ลกรมั
3. จงเขยี นสมการแสดงกฎการเคลอ่ื นท่ีขอ้ ท่ีสองของนิวตนั
ตอบ ∑ ⃑ = ⃑
4. ถ้าจรวดพ่นแก๊สและเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ออกไป ทาให้เกิดแรงขับเคลื่อนจรวดคงตัว ความเร่งของ
จรวดจะคงตัวหรือไม่ อย่างไร เพราะเหตุใด
ตอบ จากกฎการเคล่ือนที่ข้อที่สองของนิวตัน เม่ือมีแรงลัพธ์กระทาต่อวัตถุ วัตถุจะ
เคล่ือนที่ด้วยความเร่งซึ่งมีทิศทางเดียวกับทิศทางของแรงลัพธ์ ขนาดของความเร่งแปรผันตรง
กับขนาดของแรงลัพธ์ เน่ืองจากแรงขับเคลื่อนนี้คือแรงลัพธ์ที่กระทาต่อจรวดซ่ึงทาให้ความเร่ง
ของจรวดคงตัวได้
5. ถา้ นามวลมาตรฐาน 1 กิโลกรมั จากกรงุ ปารีสมาไวก้ รงุ เทพฯ มวลจาลองนจ้ี ะมีคา่ เปน็ อยา่ งไร
เพราะเหตุใด
ตอบ มวลจาลองไม่ว่าจะอยู่ที่ใดจะมีค่าคงเดิม แต่น้าหนักของมวลจาลองจะ
เปล่ียนแปลงไปตามคา่ g
จัดทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
35
6. ต้องใช้แรงขนาดเท่าใดกระทาต่อวัตถุมวล 0.5 กิโลกรัม จึงจะทาให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง
4.0 เมตรตอ่ วินาที2
วิธที า F = ma
F = (0.5 kg) (4.0m/s2)
= 2.0 N
ตอบ จะตอ้ งใชแ้ รงขนาดเทา่ กับ 2.0 นิวตนั
7. ถ้าใช้แรง 3.0 นิวตัน กระทาต่อมวล 6.0 กิโลกรัม จงหาขนาดและทิศของวัตถุเมื่อแรงกระทา
ในทศิ เดยี วกนั และเมือ่ แรงกระทาในทิศตรงขา้ มกนั
- แรงกระทาในทิศเดียวกนั
วิธีทา
F = ma
F = 3.0 N+ 3.0 N
= ( 0.6 kg) a
a = 1.0 m/s2
ตอบ ความเรง่ ของวัตถุเท่ากบั 1.0 เมตร/วินาที2 ทิศทางเดียวกับการเคล่ือนที่
- แรงกระทาในทศิ ตรงกันข้าม
วธิ ที า
F = ma
F= 0
= ( 0) a
a = 0 m/s2
ตอบ ความเรง่ ของวตั ถุเท่ากบั 0
จัดทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
36
8. ถา้ ใชแ้ รง 3.0 นิวตนั กระทาต่อมวล 6.0 กโิ ลกรมั วัตถนุ น้ั จะเคลื่อนทีด่ ว้ ยความเร่งเท่าใด
วิธที า F = ma
3 N = (0.6 kg) a
a = 3 N/0.6 kg
a = 5 m/s2
ตอบ วตั ถุนน้ั จะเคลือ่ นท่ีดว้ ยความเรง่ 5 เมตรตอ่ วนิ าที2
9. วัตถุกอ้ นหนึ่งเม่ือถกู แรง 50 นวิ ตัน กระทาจะเคลื่อนที่ด้วยความเรง่ 4 เมตร/วินาที2 อยากทราบ
วา่ วัตถุนม้ี ีมวลก่กี ิโลกรมั
วิธที า F = ma
50 N = m ( 4 m/s2)
m = 50 N/4 m/s2
m = 12.5 kg
ตอบ วัตถุนมี้ ีมวล 12.5 กโิ ลกรมั
10. วตั ถมุ วล 5 กโิ ลกรมั ตกจากตกึ สงู 50 เมตร ขณะลอยในอากาศมแี รงกระทาต่อวัตถเุ ท่าใด
วธิ ที า F = ma ( a = g )
F = mg
F = (5 kg) ( 10 N)
F = 50 N
ตอบ วตั ถนุ ี้มแี รงกระทา 50 นวิ ตัน
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
37
เฉลยบัตรกิจกรรมท่ี 4.3
แผนผังมโนทศั น์ เรอ่ื ง กฎการเคล่อื นทข่ี ้อท่ีสองของนิวตัน
คาชแี้ จง ให้นกั เรียนสรปุ ความรู้ทเ่ี กี่ยวกบั “กฎการเคล่ือนท่ีข้อท่ีสองของนิวตนั ”
เป็นแผนผังมโนทัศน์ (Concept Mapping) ในกระดาษทีแ่ จกใหแ้ ลว้ นาเสนอผลงานหนา้ ช้ันเรียน
ข้ึนอยูก่ ับดลุ พนิ จิ
ของครูผ้สู อน
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
38
เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลงั เรยี น
เรอ่ื ง กฎการเคลอ่ื นที่ขอ้ ทีส่ องของนิวตัน
คาตอบแบบทดสอบก่อนเรยี น คาตอบแบบทดสอบหลงั เรยี น
ข้อที่ คาตอบ ข้อที่ คาตอบ
1ง 1ง
2ก 2ง
3ก 3ง
4ง 4ข
5ค 5ก
6ง 6ง
7ง 7ก
8ง 8ก
9ข 9ง
10 ก 10 ค
จดั ทำโดย : นำงพัชรี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเชย่ี วชำญ
39
บรรณานุกรม
จักรินทร์ วรรณโพธก์ิ ลาง. ฟสิ ิกสเ์ ลม่ 1 ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 4. กรงุ เทพฯ : อมรการพิมพ์, 2547.
_________. คมู่ ือรวมสดุ ยอดเทคนิคฟสิ ิกส์Entrance. กรุงเทพฯ : พัฒนาศึกษา, 2550.
จารกึ สวุ รรณรัตน์ . วทิ ยาศาสตร์เพม่ิ เติม (ฟิสกิ ส์)ช่วงช้นั ท่ี 4 (ม.4- 6 ) ชุดกลศาสตร์.
กรงุ เทพฯ : รุ่งเรืองสาสน์ การพมิ พ์.ม.ป.ป.
จิต นวนแก้วและคณะ. ฟสิ กิ ส์. กรุงเทพฯ : พฒั นาคณุ ภาพวิชาการ (พว), 2546.
จรัญ บุระตะ. ฟสิ ิกส์ ม.4-6 เลม่ 1. กรุงเทพฯ: นิพนธ์, 2555.
ชว่ ง ทมชติ ชงค์และคณะ. ฟิสิกส์ ม.4-6 เล่ม 1 รายวิชาเพม่ิ เตมิ . กรุงเทพฯ : ไฮเอด็ พับลิชชง่ิ .
2554.
_________. ฟิสิกส์ ม.4-5-6. กรงุ เทพฯ : ไฮเอ็ดพับลชิ ชงิ่ , 2554.
นรินทร์ เนาวป์ ระทปี . ฟสิ กิ ส์เล่ม 1. กรุงเทพฯ : ฟิสิกส์เซน็ เตอร,์ 2546.
นริ ันดร์ สุวรตั น์ . ค่มู อื รายวชิ าเพม่ิ เติม กลุ่มสาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์ ฟสิ ิกส์ เล่ม 1 ม.4-6.
กรงุ เทพฯ: พฒั นศึกษา, 2554.
ประกิตเผา่ ทมชิตชงค์. คูม่ ือเตรียมสอบวชิ าฟิสิกส์ ม.4. กรุงเทพฯ : ไฮเอ็ดพบั ลชิ ช่ิง, 2550.
พิมพันธ์ เดชะคุปตแ์ ละคณะ. ฟิสกิ ส์พื้นฐาน ม.4. กรุงเทพฯ : พัฒนาคุณภาพวชิ าการ (พว),
2546.
สมเดจ็ วงค์มาต. ตวิ ฟติ ฟิสิกส์ตามแนวกวดวชิ า ม.4-6 เลม่ 1-2. กรุงเทพฯ : พ.ศ.พัฒนา,
2556.
สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย.ี กระทรวงศกึ ษาธิการ. คมู่ ือครรู ายวชิ า
ฟิสกิ ส์เพิ่มเตมิ เล่ม 1 ชัน้ มัธยมศึกษาปีท่ี 4. กรุงเทพฯ : สกสค.ลาดพรา้ ว, 2554.
สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย.ี กระทรวงศึกษาธิการ. หนังสอื เรยี นรายวิชา
ฟสิ ิกสเ์ พ่มิ เติม เล่ม 1 ชน้ั มัธยมศึกษาปีท่ี 4. กรุงเทพฯ : สกสค.ลาดพร้าว, 2554.
http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/.../newtonGk9.htm
https://www.coursehero.com/file/24608269/3
http://www.curadio.chula.ac.th/media/global-download.php?..
http://www.kiktik.net/2011/last-on-air-detail.php
https://medium.com/@sikarinyookong
http://www.myfirstbrain.com/viewnews.asp?newsID=47857
จัดทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
40
http://www.phchitchai.wbvschool.net/archives/
http://www.rmutphysics.com/charud/exercise/energy/energy1/index11.htm
http://th.slideshare.net/ssuser82b6e6/21-29626996
http://www.tutormathphysics.com/index.php/m5...-/539-force-mass-7.html
http://www.lesa.biz/astronomy/cosmos/newton
จัดทำโดย : นำงพชั รี คูณทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
41
ประวัตยิ อ่ ผจู้ ัดทาผลงาน
ชอ่ื – สกลุ นางพชั รี คูณทอง
วัน เดอื น ปี เกดิ 4 พฤศจิกายน 2522
สถานทเี่ กดิ อาเภอสริ ินธร จังหวัดอบุ ลราชธานี
ทีอ่ ยู่ปจั จบุ ัน 111 หมู่ 12 บา้ นโนนสมบัติ ตาบลโนนกลาง
อาเภอพิบลู มงั สาหาร จงั หวดั อบุ ลราชธานี
เร่ิมรับราชการ 12 กรกฎาคม 2545 ตาแหนง่ อาจารย์ 1 ระดับ 3
โรงเรียนขมนิ้ พทิ ยาสรรพ์ อาเภอเมือง จงั หวัดกาฬสินธุ์
ตาแหนง่ หน้าทปี่ จั จบุ ัน ครู วิทยฐานะ ครเู ช่ยี วชาญ
สถานทีท่ างานในปัจจุบนั โรงเรยี นโนนกลางวทิ ยาคม ตาบลโนนกลาง อาเภอพบิ ลู มงั สาหาร
จังหวัดอบุ ลราชธานี
ประวัตกิ ารศึกษา ประถมศึกษาปีท่ี 6 โรงเรยี นบา้ นหินสงู ตาบลชอ่ งเมก็ อาเภอสริ นิ ธร
พ.ศ. 2535 จังหวัดอบุ ลราชธานี
มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 โรงเรยี นเบต็ ต้ดี ูเมน 2 ชอ่ งเม็ก ตาบลชอ่ งเมก็
พ.ศ. 2538 อาเภอสิรนิ ธร จงั หวดั อุบลราชธานี
มัธยมศึกษาปีท่ี 6 โรงเรยี นสริ ินธรวิทยานสุ รณ์ อาเภอสิรนิ ธร
พ.ศ. 2541 จังหวดั อบุ ลราชธานี
ปริญญาครศุ าสตร์บณั ฑิต (ค.บ.) สาขาวชิ าฟสิ ิกส์
พ.ศ. 2545 มหาวิทยาลยั ราชภฏั อบุ ลราชธานี จังหวัดอุบลราชธานี
ปรญิ ญาศึกษาศาสตรมหาบัณฑิต (ศษ.ม.) สาขาวิชาหลักสูตรและการสอน
พ.ศ. 2556 มหาวิทยาลยั ราชธานี จังหวดั อบุ ลราชธานี
จดั ทำโดย : นำงพชั รี คณู ทอง ตำแหน่ง ครู วิทยฐำนะ ครูเช่ยี วชำญ
ชุดกิจกรรมการเรยี นรฟู้ สิ กิ ส์ เรื่อง แรงและกฎการเคลือ่ นท่ี
ที่เน้นกระบวนการจดั การเรยี นรรู้ ปู แบบวัฏจกั รการเรยี นรู้แบบ 7 ขั้น (7E)
กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี
โรงเรยี นโนนกลางวทิ ยาคม อาเภอพบิ ลู มังสาหาร จงั หวัดอบุ ลราชธานี
สงั กัดองคก์ ารบรหิ ารสว่ นจงั หวดั อบุ ลราชธานี