เล่ม 4 แรงพยุงของของเหลว

ก

คำนำ

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เร่ือง แรงและการเคลื่อนท่ี รายวิชาวิทยาศาสตร์ 5
ว23101 สำหรบั นกั เรียนชนั้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 3 จดั ทำขนึ้ ตามมาตรฐานการเรียนรกู้ ลมุ่ สาระการเรยี นรู้
วทิ ยาศาสตร์ โดยมเี น้ือหาและกิจกรรมการเรียนรู้ทหี่ ลากหลาย สอดคล้องตามหลักสูตรการศึกษา
ขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 ท่ีเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ โดยใช้กิจกรรมนำทักษะกระบวนการ
ทางวิทยาศาสตร์ ทักษะในการอ่าน คิด วิเคราะห์ การคำนวณ และการเชื่อมโยงความสัมพันธ์
ผ่านการทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม เป็นคู่ และรายบุคคล เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธ์ิทางการเรียนของ
นักเรียนและพัฒนานักเรียนให้มีทักษะในด้านต่าง ๆ ทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ดีข้ึน สามารถสร้าง
องค์ความรไู้ ดด้ ้วยตนเอง และนำไปส่กู ารมพี ัฒนาการดา้ นจิตวทิ ยาศาสตร์

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เรื่อง แรงและการเคลื่อนท่ี รายวิชาวิทยาศาสตร์ 5
ว23101 สำหรบั นักเรยี นชั้นมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 ประกอบด้วยชดุ กิจกรรมจำนวน 6 ชดุ ดังน้ี

ชุดที่ 1 การเคล่ือนท่ีของวตั ถุ
ชดุ ที่ 2 ความเร่งและผลของแรงลพั ธ์ที่กระทำตอ่ วตั ถุ
ชุดท่ี 3 แรงกริ ิยาและแรงปฏิกริ ยิ า
ชดุ ท่ี 4 แรงพยงุ ของของเหลว
ชุดที่ 5 แรงเสยี ดทาน
ชดุ ท่ี 6 โมเมนต์ของแรง

สำหรับชุดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ชุดนี้เป็น ชุดที่ 4 แรงพยุงของของเหลว
มีเน้ือหาเกี่ยวกบั แรงพยงุ ในชีวิตประจำวัน การทดลองแรงพยุงของของเหลว และการคำนวณ
แรงพยุงของของเหลว ซ่ึงจดั เรียงเน้อื หาจากงา่ ยไปยาก ครอบคลุมตวั ชี้วัด คำอธิบายเปน็ คำง่าย ๆ
ตรงไปตรงมา ไม่ซับซ้อน เข้าใจง่าย เมือ่ ทำกิจกรรมจบแลว้ ทราบผลในทันที ไม่ตอ้ งคอย ไมน่ ่าเบื่อ
มภี าพประกอบท่ชี ดั เจน สสี ันสดใส จดั ไวอ้ ย่างประณตี สวยงาม นา่ สนใจ และนา่ ติดตาม

ผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ชุดน้ี จะเป็นประโยชน์
อย่างยิ่งแก่ผู้เรียน ครูผู้สอนและผู้ท่ีสนใจ เพื่อนำไปใช้ในการพัฒนาเยาวชนไทยให้เป็นบุคคล
แห่งการเรียนรแู้ ละมีความสขุ ในการดำรงชีวติ ในอนาคต

นายทศพล สุวรรณราช

ข หนา้

สารบัญ ก

คำนำ ข
สารบญั
คำชแ้ี จงในการใชช้ ุดกจิ กรรมสำหรับนักเรยี น 1
สาระ มาตรฐาน ตวั ชวี้ ัด และจดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
ลำดับข้ันการเรยี นโดยใชช้ ุดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 2
รายละเอียดกจิ กรรมและเวลาทใ่ี ช้
เกณฑ์การวัดและประเมนิ ผลกิจกรรม 4

แบบทดสอบกอ่ นเรียน 5
กิจกรรมที่ 4.1 การศึกษา เรอ่ื ง แรงพยงุ ในชีวิตประจำวนั
6
ใบความรู้ เร่ือง แรงพยงุ ในชวี ิตประจำวนั
แบบบนั ทึกผลกจิ กรรมที่ 4.1 7
แบบฝึกทกั ษะทา้ ยกจิ กรรมท่ี 4.1
กจิ กรรมท่ี 4.2 การทดลอง เรอ่ื ง แรงพยุงของของเหลว 10
ใบกจิ กรรมการทดลอง เรื่อง แรงพยงุ ของของเหลว
แบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมท่ี 4.2 11
แบบฝึกทกั ษะทา้ ยกจิ กรรมที่ 4.2 19
กิจกรรมท่ี 4.3 การคำนวณ เรื่อง แรงพยงุ ของของเหลว 24
ใบความรู้ เรื่อง การคำนวณแรงพยงุ ของของเหลว 27
แบบบันทกึ ผลกิจกรรมที่ 4.3
แบบฝกึ ทักษะทา้ ยกิจกรรมที่ 4.3 29
ใบกจิ กรรมการจัดการเรยี นรูแ้ บบสะเต็มศึกษา 35
แบบรายงานผลการทำกิจกรรมสะเต็มศึกษา 36
แบบทดสอบหลังเรียน 41
บรรณานุกรม
ภาคผนวก 42
เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี น 46
เฉลยแบบบันทึกผลกิจกรรมท่ี 4.1 48
เฉลยแบบฝึกทกั ษะทา้ ยกจิ กรรมที่ 4.1 51
เฉลยแบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมท่ี 4.2 52
เฉลยแบบฝกึ ทักษะทา้ ยกจิ กรรมท่ี 4.2 56
เฉลยแบบบันทึกผลกิจกรรมท่ี 4.3 59
เฉลยแบบฝกึ ทกั ษะท้ายกจิ กรรมท่ี 4.3 61
เฉลยแบบทดสอบหลังเรยี น 62
63
67
70
71
76
78
82

1

คำช้ีแจงในการใช้ชุดกจิ กรรมสำหรับนกั เรยี น

การจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชุดท่ี 4
เร่ือง แรงพยงุ ของของเหลว ให้นกั เรยี นปฏบิ ัติกจิ กรรมตามขน้ั ตอนดงั ต่อไปนี้

1. ศึกษา “คำชี้แจง” และ “ลำดับข้ันการเรียน” ในชุดกิจกรรมตามแผนภูมิ
หน้าที่ 4

2. ทำแบบทดสอบกอ่ นเรียนแบบ 4 ตัวเลือก จำนวน 10 ขอ้ (10 คะแนน)
3. แบ่งกลุ่ม กลุ่มละ 4-5 คน เพ่ือทำกิจกรรมร่วมกนั ตามท่กี ำหนดไว้ในแตล่ ะ
กจิ กรรม
4. ตั้งใจทำกิจกรรมตามขั้นตอนที่กำหนดไว้ในชุดกิจกรรม มีความซื่อสัตย์
ต่อตนเองและผ้อู ่ืน มีวินยั และมีความรบั ผิดชอบต่อหน้าทใี่ นการทำงานกลุ่ม
5. เมื่อทำกิจกรรมต่าง ๆ ในแต่ละชุดกิจกรรมเสร็จเรียบรอ้ ยแล้ว นกั เรียนทำ
แบบทดสอบหลงั เรยี นแบบ 4 ตัวเลอื ก จำนวน 10 ข้อ (10 คะแนน)
6. อภิปรายร่วมกนั ในกลุม่ เพื่อเฉลยและตรวจคำตอบ โดยแลกเปลย่ี นกนั ตรวจ
และสรุปคะแนนทีไ่ ด้ กอ่ นนำส่งครู
7. ถ้ามีขอ้ สงสยั หรือประเด็นปัญหาต่าง ๆ ที่ยังไมเ่ ข้าใจ ให้นักเรียนสอบถาม
และขอคำตอบ คำอธบิ าย หรอื คำแนะนำจากครูผสู้ อนทนั ที
8. ชุดกิจกรรมชุดน้ีนอกจากจะใช้ในชั้นเรียนแล้ว ยังสามารถนำไปใช้ศึกษา
ด้วยตนเองได้ แต่สิ่งสำคัญที่จะต้องยึดถือและปฏิบัติเช่นเดียวกันคือ จะต้องทำตาม
ข้ันตอนท่ีชุดกิจกรรมกำหนดไว้ทีละขั้นตอนและจะต้องมี “ความซื่อสัตย์ตอ่ ตนเอง
ให้มากที่สดุ โดยไม่เปิดดูเฉลยคำตอบก่อนทำกิจกรรมหรือขณะทำกจิ กรรม” จะทำให้
การเรยี นรู้ดว้ ยชุดกจิ กรรมชดุ น้ไี ดผ้ ลเปน็ อย่างดี

2

สาระ มาตรฐาน ตัวช้ีวัด และจุดประสงคก์ ารเรียนรู้

สาระ
สาระที่ 4 แรงและการเคล่ือนท่ี

มาตรฐาน
มาตรฐาน ว 4.1 เข้าใจธรรมชาติของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงโน้มถ่วง และแรงนิวเคลียร์

มกี ระบวนการสืบเสาะหาความรู้ สอ่ื สารสิง่ ที่เรยี นรู้ และนำความรู้ไปใชป้ ระโยชน์อย่างถูกตอ้ ง
และมีคุณธรรม

ตัวชวี้ ัด
ว 4.1 ม.3/3 ทดลองและอธบิ ายแรงพยุงของของเหลวทกี่ ระทำต่อวตั ถุ

สาระการเรยี นรู้
แรงพยุงของของเหลว

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
ด้านความรู้ (Knowledge)
1. อธบิ ายและระบปุ จั จยั ที่มีผลตอ่ แรงพยุงของของเหลวที่กระทำต่อวตั ถุได้
2. ทดลองและคำนวณหาขนาดของแรงพยุงของของเหลวท่ีกระทำต่อวัตถุโดยใช้

หลกั การของอารค์ ิมีดสิ ได้
3. นำความรเู้ กยี่ วกับแรงพยงุ ของของเหลวไปใช้ประโยชนไ์ ด้

ด้านกระบวนการ (Process)
เรียนจบในแตล่ ะกิจกรรมแลว้ นกั เรียนจะได้ฝึกทกั ษะตา่ ง ๆ ดังต่อไปนี้

ที่ ดา้ นทักษะกระบวนการ (Process) กิจกรรมที่
4.1 4.2 4.3
1 ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
2 ทักษะในการคำนวณ ✓
3 ทักษะในการอ่าน คิด วเิ คราะห์ ✓
4 ทักษะในการแก้ปญั หา
5 ทกั ษะในการเชื่อมโยงความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งข้อมลู ✓✓
6 ทักษะในการใช้เทคโนโลยี ✓
7 ทักษะในการทำงานระบบกลุ่ม
✓✓✓
✓

✓✓✓

3

ด้านจิตวทิ ยาศาสตร์ (Scientific mind)
1. ความสนใจใฝร่ ู้
2. ความรบั ผิดชอบ
3. ความซื่อสตั ย์
4. การทำงานรว่ มกบั ผูอ้ น่ื ไดอ้ ย่างสรา้ งสรรค์
5. การรว่ มแสดงความคิดเหน็ และยอมรบั ฟงั ความคิดเห็นของผู้อ่นื

คณุ ลกั ษณะอันพึงประสงค์
1. ซอ่ื สตั ยส์ จุ ริต
2. มวี นิ ยั
3. ใฝเ่ รยี นรู้
4. มงุ่ ม่ันในการทำงาน
5. มจี ิตสาธารณะ

สมรรถนะสำคญั ของผู้เรยี น
1. ความสามารถในการสอ่ื สาร
2. ความสามารถในการคิด
3. ความสามารถในการแก้ปัญหา
4. ความสามารถในการใชท้ ักษะชวี ติ
5. ความสามารถในการใชเ้ ทคโนโลยี

4

ลำดับขนั้ การเรยี นโดยใชช้ ดุ กจิ กรรมการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์
ชุดที่ 4 แรงพยงุ ของของเหลว

1. ศกึ ษาคำแนะนำในการใช้ชุดกจิ กรรมสำหรับนักเรียน

2. ทำแบบทดสอบก่อนเรียน

ปรึกษาครผู ู้สอน 3. ทำกิจกรรมท่ี 4.1 การศกึ ษา เรือ่ ง แรงพยงุ ในชีวติ ประจำวัน
4. เฉลยและตรวจคำตอบ
5. ทำกจิ กรรมที่ 4.2 การทดลอง เร่อื ง แรงพยงุ ของของเหลว
6. เฉลยและตรวจคำตอบ
7. ทำกิจกรรมที่ 4.3 การคำนวณ เร่อื ง แรงพยุงของของเหลว
8. เฉลยและตรวจคำตอบ
9. ศกึ ษาและวางแผนการทำกิจกรรมสะเตม็ ศึกษา

ไม่ผ่านเกณฑ์ 10. ทำแบบทดสอบหลังเรียน ผ่านเกณฑ์

ศึกษาชดุ กิจกรรมตอ่ ไป

5

รายละเอยี ดกิจกรรมและเวลาท่ใี ช้

นักเรียนครับ! เรามาดูกนั ว่าเราจะต้องทำกจิ กรรมอะไรบ้าง แต่ละกิจกรรมใช้เวลา
เทา่ ใดโดยประมาณ และมเี กณฑใ์ นการใหค้ ะแนนและการประเมินอย่างไร

กจิ กรรมที่ 4.1 ศึกษาใบความรู้ เรือ่ ง แรงพยงุ ในชีวิตประจำวัน (1 ช่ัวโมง)
- ทำแบบบันทึกผลกิจกรรมท่ี 4.1
- ทำแบบฝกึ ทักษะทา้ ยกิจกรรมท่ี 4.1

กจิ กรรมที่ 4.2 ทำการทดลอง เร่อื ง แรงพยุงของของเหลว (2 ชั่วโมง)
- ทำแบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมที่ 4.2
- ทำแบบฝึกทกั ษะทา้ ยกิจกรรมที่ 4.2

กิจกรรมที่ 4.3 คำนวณ เรอ่ื ง แรงพยงุ ของของเหลว (1 ชั่วโมง)
- ทำแบบบนั ทกึ ผลกจิ กรรมที่ 4.3
- ทำแบบฝกึ ทกั ษะทา้ ยกิจกรรมท่ี 4.3 ตอนที่ 1
- ทำแบบฝึกทกั ษะทา้ ยกจิ กรรมท่ี 4.3 ตอนท่ี 2 ดังน้ี
1) ทำผงั มโนทศั นส์ รปุ องคค์ วามรู้
2) อธิบายการนำความรู้ไปใช้ประโยชน์พร้อมยกตัวอย่าง
ประกอบ โดยสืบค้นข้อมูลเพ่มิ เตมิ จากอินเทอร์เน็ต
3) ศกึ ษาและวางแผนการทำกิจกรรมสะเต็มศกึ ษา สรา้ งสรรค์
ชนิ้ งานตามหวั ข้อท่กี ำหนด

6

เกณฑก์ ารวดั และประเมนิ ผลกจิ กรรม

เกณฑ์ในการให้คะแนนกิจกรรมที่ 4.1-4.2 และกิจกรรมที่ 4.3 ในส่วนของ
“แบบบันทึกผลกจิ กรรม” และ “แบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรม” ทุกข้อคำถามและ
ทกุ คำตอบท่ีต้องเขยี น “บรรยายหรอื อธิบาย” ให้คะแนนขอ้ ละ 2 คะแนนเทา่ ๆ กัน
โดยไมค่ ำนึงถงึ น้ำหนกั ของเนอื้ หาหรอื ความยากงา่ ยของคำถามคำตอบ และใชเ้ กณฑ์
ในการใหค้ ะแนนร่วมกัน ดงั นี้ (ยกเว้นแบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรมท่ี 4.3 ตอนที่ 2)

2 คะแนน หมายถงึ คำตอบถกู ต้อง ชัดเจนและสมบูรณ์
1 คะแนน หมายถึง คำตอบถูกต้อง แตไ่ ม่ชดั เจนและไม่สมบูรณ์
0 คะแนน หมายถงึ คำตอบไม่ถกู ต้อง ไมช่ ดั เจนและไมส่ มบรู ณ์

เกณฑใ์ นการใหค้ ะแนนในส่วนของ “แบบฝกึ ทกั ษะทา้ ยกจิ กรรมที่ 4.3 ตอนท่ี 2”
ข้อท่ี 1 และข้อที่ 2 ให้คะแนนเต็มข้อละ 5 คะแนน ดงั นี้

5 คะแนน หมายถงึ คำตอบถูกต้อง ชดั เจนและสมบูรณ์
4 คะแนน หมายถงึ คำตอบถูกตอ้ ง แตไ่ มช่ ัดเจนและไม่สมบูรณ์
3 คะแนน หมายถึง คำตอบถกู ตอ้ งเป็นบางส่วน แต่ไม่ชัดเจนและไมส่ มบรู ณ์
2 คะแนน หมายถึง คำตอบถกู ต้องเลก็ นอ้ ย แตไ่ มช่ ดั เจนและไม่สมบูรณ์
1 คะแนน หมายถึง คำตอบถกู ต้องน้อยทสี่ ดุ แตไ่ มช่ ัดเจนและไม่สมบรู ณ์
5 คะแนน หมายถงึ คำตอบไม่ถกู ตอ้ ง ไม่ชดั เจนและไมส่ มบรู ณ์

เกณฑ์ในการใหค้ ะแนนในส่วนของ “แบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรมท่ี 4.3 ตอนที่ 2”

ขอ้ ท่ี 3 ใชเ้ กณฑก์ ารประเมินตามแบบประเมินกจิ กรรมสะเต็มศึกษา ดงั นี้

ระดบั คุณภาพ 4 หมายถึง ดีมาก ต้ังแต่ รอ้ ยละ 80 ข้นึ ไป

ระดับคุณภาพ 3 หมายถึง ดี ตงั้ แต่ รอ้ ยละ 70 ข้ึนไป

ระดบั คุณภาพ 2 หมายถงึ พอใช้ ตั้งแต่ ร้อยละ 60 ขึ้นไป

ระดับคุณภาพ 1 หมายถงึ ปรบั ปรุง ตำ่ กว่า ร้อยละ 60

เกณฑก์ ารตดั สิน
ไดค้ ะแนนรวมทกุ กิจกรรมท่ี 4.1-4.3 ตัง้ แต่ รอ้ ยละ 80 ขึ้นไป ถือว่า “ผา่ น”

ไดค้ ะแนนรวมทุกกิจกรรมที่ 4.1-4.3 ต่ำกว่า ร้อยละ 80 ถอื วา่ “ไมผ่ ่าน”

7

แบบทดสอบก่อนเรยี น

รายวชิ าวิทยาศาสตร์ 5 ว23101 ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 ภาคเรยี นที่ 1 ปกี ารศกึ ษา 2560

หนว่ ยการเรียนรู้ เรือ่ ง แรงและการเคล่ือนที่ ชดุ ที่ 4 แรงพยุงของของเหลว

คำชแ้ี จง

1. แบบทดสอบฉบบั นเ้ี ป็นแบบทดสอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 10 ข้อ
ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน

2. ให้นกั เรียนเลอื กคำตอบที่ถูกทส่ี ุดเพียงขอ้ เดยี ว โดยทำเครื่องหมาย
กากบาท  ลงในชอ่ งวา่ งใหต้ รงกับตวั อักษร ก ข ค หรือ ง ในกระดาษคำตอบ

ขอ้ เดียว

1. ถ้าวัตถมุ ีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลว แรงพยงุ จะมคี า่ เทา่ กบั ขอ้ ใด
ก. เทา่ กบั นำ้ หนกั ของดินน้ำมัน

ข. นอ้ ยกว่าน้ำหนักของดินนำ้ มัน
ค. น้ำหนกั ของน้ำท่ีมีปริมาตรเทา่ กับดินน้ำมัน
ง. น้ำหนกั ของนำ้ ทม่ี ปี รมิ าตรเท่ากบั วัตถุส่วนท่จี มในนำ้

2. เรอื ลำหนึ่งลอยอยใู่ นทะเล โดยมีส่วนทีจ่ มอยปู่ รมิ าตรเท่ากบั 0.25 ลกู บาศกเ์ มตร ถา้ น้ำทะเล

มีความหนาแน่น 1,500 กโิ ลกรมั /ลูกบาศก์เมตร และความเร่งเน่ืองจากแรงโน้มถ่วงของโลก
เท่ากบั 10 เมตร/วินาที2 แรงพยงุ ของน้ำทะเลทก่ี ระทำต่อเรือลำนี้มีค่าเท่าใด

ก. 375 N ข. 400 N

ค. 3,750 N ง. 4,000 N

3. เม่อื หย่อนดนิ น้ำมนั กอ้ นกลมลงในบกี เกอร์ทบ่ี รรจุนำ้ แรงพยุงจะมีค่าเทา่ กับข้อใด
ก. ปรมิ าตรของดนิ น้ำมันทจ่ี มลงในนำ้

ข. ปริมาตรของนำ้ ทีถ่ ูกแทนทดี่ ว้ ยดนิ นำ้ มนั
ค. น้ำหนกั ของนำ้ ทม่ี ปี รมิ าตรเท่ากับปรมิ าตรของดนิ นำ้ มันทั้งกอ้ น
ง. น้ำหนักของน้ำทม่ี ปี รมิ าตรเท่ากบั ปรมิ าตรของดนิ น้ำมนั ส่วนทีจ่ มในนำ้

4. ปัจจยั ในขอ้ ใดไมเ่ กีย่ วข้องกบั แรงพยุง ข. ขนาดของวัตถุ
ง. ปริมาตรของของเหลว
ก. ชนดิ ของวตั ถุ
ค. ชนิดของของเหลว

5. นำของเหลวชนดิ หนงึ่ มาช่งั พบว่า มมี วล 200 กรมั และวัดปรมิ าตรได้ 500 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร

ของเหลวชนดิ นีม้ ีความหนาแน่นเท่ากบั ขอ้ ใด ข. 1.4 g/cm3
ก. 0.4 g/cm3
ค. 1.5 g/cm3 ง. 2.5 g/cm3

8

ใช้ขอ้ มลู จากตารางต่อไปน้ี ตอบคำถามขอ้ 6-7
ตารางบนั ทึกผลการทดลอง จากการหย่อนดินน้ำมนั ลงในถ้วยยูเรกา้ ที่บรรจนุ ำ้ จนเต็ม

การทดลอง นำ้ หนักของดินน้ำมนั (นวิ ตัน)
1. ชั่งดนิ นำ้ มันขณะอยู่ในอากาศ 2.0
2. ชั่งดนิ น้ำมันขณะจมครง่ึ ก้อน 1.8
3. ชง่ั ดนิ น้ำมันขณะจมทั้งก้อน 1.5

6. ข้อใดเป็นแรงพยุงของน้ำขณะดินนำ้ มันจมอย่ใู นน้ำทง้ั กอ้ น

ก. 0.50 N ข. 0.75 N

ค. 1.00 N ง. 1.25 N

7. ข้อใดเปน็ ตัวแปรตน้ และตัวแปรตามของการทดลองนี้ ตามลำดบั

ก. ขนาดของดินน้ำมันทีช่ ่งั นำ้ หนกั ของดนิ น้ำมันที่ช่งั ได้
ข. นำ้ หนักของดินนำ้ มนั ที่ชง่ั ได้ การชง่ั ดินนำ้ มนั ในลกั ษณะต่าง ๆ
ค. การชง่ั ดินนำ้ มนั ในลักษณะต่าง ๆ นำ้ หนกั ของดินน้ำมนั ท่ีช่ังได้

ง. ขนาดของดินนำ้ มนั ท่ชี ง่ั นำ้ หนกั ของน้ำท่ลี ้นออกมาจากถว้ ยยเู รก้า

8. น้ำส้มคันแก้วหนง่ึ มคี วามหนาแน่น 1.05 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ถ้าเกล็ดสม้ ในน้ำส้มคันมี

ความหนาแนน่ 0.95 กรมั /ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ลกั ษณะการจมการลอยของเกลด็ ส้มจะเป็นไป
ตามขอ้ ใด

ก. จมลงสกู่ ้นแก้ว ทม่ี า : Gerringong (ม.ป.ป.),
ข. มีบางสว่ นลอยและบางสว่ นจม .สืบคน้ เมอ่ื 22 มกราคม 2559

ค. ลอยอยกู่ ่งึ กลางของแก้วน้ำส้ม
ง. ลอยอยูใ่ นระดบั เดียวกบั ผวิ นำ้ ส้ม

9. “ผูช้ ายคนหน่ึงกำลงั ยืนคุยโทรศัพทอ์ ยู่บนขอบสระนำ้ และไดเ้ ผลอทำโทรศพั ท์ตกลงไปในสระนำ้ ”

ถา้ โทรศพั ท์เคร่อื งนั้นมคี วามหนาแน่นเทา่ กบั นำ้ ขอ้ ใดเป็นการอธบิ ายลกั ษณะการจมการลอย

ของโทรศพั ทเ์ ครื่องดงั กลา่ ว

ก. จมด่ิงสู่ก้นแมน่ ำ้ ข. บางสว่ นของโทรศพั ทล์ อยพน้ นำ้

ค. ลอยอยูใ่ นระดับเดยี วกบั ผิวน้ำ ง. อาจลอยหรอื จมแลว้ แตส่ ภาพน้ำ

10. ไข่ไก่ใบหนง่ึ ช่ังในน้ำได้ 0.45 นิวตนั นำมาคำนวณพบว่า มีแรงพยงุ ของนำ้ เท่ากบั 0.15 นวิ ตนั

ขอ้ ใดเป็นนำ้ หนกั ของไข่ไก่ขณะชัง่ ในอากาศ

ก. 0.5 N ข. 0.6 N

ค. 0.7 N ง. 0.8 N

9

กระดาษคำตอบแบบทดสอบก่อนเรยี น
ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชุดที่ 4 แรงพยุงของของเหลว

ชือ่ ......................................................................... เลขท่ี ....................... ช้ัน ................

ข้อ ก ข ค ง คะแนน ผลการประเมนิ

1. คะแนนเต็ม 10
2.
3. คะแนนที่ได้
4.
5. ลงช่ือ .................................................... ผปู้ ระเมนิ
6. ( นายทศพล สุวรรณราช )
7.
8. วันท่ี ........... เดือน ......................... พ.ศ. ..............
9.
10.

ทำเสร็จ! ทบทวน
คำตอบอกี ครั้งนะครบั

เกณฑ์การตดั สนิ ผา่ น
คะแนนรวมต้ังแต่รอ้ ยละ 80 ขน้ึ ไป ไม่ผา่ น
คะแนนรวมตำ่ กวา่ รอ้ ยละ 80

10

กิจกรรมที่ 4.1
การศึกษา เร่อื ง แรงพยุงในชีวติ ประจำวัน

จุดประสงค์ของกิจกรรม
1. อธบิ ายและระบุปัจจัยทมี่ ีผลต่อแรงพยงุ ของของเหลวท่กี ระทำต่อวตั ถุได้
2. อธิบายความหนาแนน่ ทีม่ ีผลต่อการจมการลอยของวตั ถุได้
3. อธิบายการนำความรู้เก่ียวกบั แรงพยุงของของเหลวไปใช้ประโยชน์ได้

เวลาทใี่ ช้ 1 ช่วั โมง

สอื่ การเรยี นรู้
1. ใบกจิ กรรมที่ 4.1
2. ใบความรู้ เร่อื ง แรงพยงุ ในชีวติ ประจำวนั
3. แบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมที่ 4.1
4. แบบฝกึ ทกั ษะท้ายกจิ กรรมที่ 4.1

ขน้ั ตอนการปฏิบัติกิจกรรม
คำช้แี จง ให้นักเรียนทำกจิ กรรมตามลำดับข้ันตอนตอ่ ไปน้ี

1. ศึกษา “ใบความรู้ เรือ่ ง แรงพยงุ ในชีวติ ประจำวัน” อภปิ รายร่วมกนั ในกลมุ่
เพื่อตอบคำถามจากใบความรแู้ ละบันทกึ คำตอบลงใน “แบบบันทกึ ผลกจิ กรรมท่ี 4.1”

2. เฉลยและตรวจคำตอบจาก “แบบเฉลยคำตอบในภาคผนวก” โดยแตล่ ะกลุ่ม
แลกเปลี่ยนกันตรวจ สรุปคะแนนทีไ่ ด้และนำส่งครู

3. นักเรียนทกุ คนทำ “แบบฝกึ ทักษะทา้ ยกิจกรรมท่ี 4.1”
4. เฉลยและตรวจคำตอบจาก “แบบเฉลยคำตอบในภาคผนวก” โดยจับคู่กับ
เพือ่ นเพ่อื แลกเปล่ียนกันตรวจ สรปุ คะแนนทีไ่ ด้และนำสง่ ครู
5. ถา้ นกั เรยี นมขี ้อสงสัยหรอื ประเดน็ ปญั หาต่าง ๆ ทย่ี งั ไม่เข้าใจ นกั เรียนสอบถาม
และขอคำตอบ คำอธิบาย หรือคำแนะนำจากครูผูส้ อนทันที

11

ใบความรู้
เร่อื ง แรงพยงุ ในชีวติ ประจำวัน

แรงพยุงหรือแรงลอยตัวของของเหลวน้ัน มีบทบาทสำคัญต่อชีวิตประจำวันของ
มนุษย์เราเป็นอย่างมาก เนื่องจากมนุษย์ต้องใช้แรงพยุงในการขนส่งสิ่งของทางเรือ
การใช้เรอื ในการเดินทาง พกั ผอ่ น หรือท่องเทย่ี ว หรอื การใชแ้ พต่อกนั ในน้ำเพ่ือประโยชน์
นานปั การ ตลอดจนการว่ายน้ำ การสวมหว่ งยางหรือใส่เสื้อชชู ีพเพื่อป้องกันการจมน้ำ
เหล่านี้ ล้วนต้องอาศยั ความร้เู กย่ี วกับแรงพยงุ ของของเหลวทั้งสนิ้

ภาพที่ 4.1 การขนสง่ ทางนำ้ ภาพท่ี 4.2 การว่ายนำ้

ท่มี า : Wikimedia Commons (2558), ที่มา : Pobpad (ม.ป.ป.),

สบื ค้นเมอ่ื 22 มกราคม 2559 สบื คน้ เม่อื 22 มกราคม 2559

จากภาพท่ี 4.1 และ 4.2 นกั เรยี นสงั เกตหรือไมว่ า่ “เรือ” หรือ “ร่างกายมนุษย์”

ถกู นำ้ พยุงไว้ไม่ใหจ้ ม หรือการยกสิ่งของในนำ้ จะใช้แรงน้อยกว่าขณะท่ยี กข้ึนมาจากนำ้

คำถามข้อท่ี 1
“แรงพยงุ หรือ แรงลอยตวั ” มี
ความสำคัญต่อชีวิตประจำวัน
ของมนุษยห์ รือไม่ อยา่ งไร

12

หลักการของแรงพยุง

ภาพท่ี 4.3 อาร์คิมดี สิ (Archimedes)
ท่ีมา : Gettyimages (ม.ป.ป.), สืบค้นเมื่อ 22 มกราคม 2559
อารค์ ิมีดิส (Archimedes) เป็นนักปราชญ์ชาวกรีกที่ได้ศกึ ษาเกย่ี วกับขนาดของ
แรงที่เกิดข้ึนในของเหลวท่ีกระทำต่อวัตถุท่ีจมอยู่ในของเหลว และสรุปเป็นหลักการ
เกยี่ วกับแรงพยงุ ไดด้ ังน้ี

“น้ำหนักวตั ถุท่ีหายไปเม่ือช่งั ในของเหลว จะเท่ากับนำ้ หนักของของเหลวท่ีมี
ปริมาตรเทา่ กับปรมิ าตรวตั ถสุ ่วนทจ่ี ม” ดังสมการ

ขนาดของแรงพยุง = ขนาดนำ้ หนักของของเหลวท่ีถูกวัตถุแทนท่ี
ทม่ี า : สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2557)

คำถามขอ้ ท่ี 2
2.1 จากหลักของอาร์คิมีดิส นักเรียนคิดว่า

เราจะมีวิธีหา “น้ำหนักของวตั ถุทห่ี ายไป”
จากปริมาตรของของเหลวที่วัตถุนั้น
จมอยู่หรอื ไม่ อย่างไร
2.2 จากข้อ 2.1 นกั เรียนคิดวา่ “ขนาดของ
แรงพยงุ มคี ่าเทา่ ใด”

13

ความหมายของแรงพยงุ
แรงพยงุ หรือ แรงลอยตัว (Buoyant force, FB) หมายถึง แรงลัพธข์ องแรงที่

ของเหลวกระทำต่อวัตถุส่วนที่จมอยู่ในของเหลว โดยมีขนาดเท่ากับน้ำหนักของ
ของเหลวท่ีมีปริมาตรเท่ากบั วตั ถสุ ว่ นทจี่ ม

ภาพท่ี 4.4 แรงดนั เน่ืองจากของเหลวที่กระทำต่อวตั ถุ
ทีม่ า : Kawisara sannua (2558), สบื คน้ เมอ่ื 22 มกราคม 2559
จากภาพท่ี 4.4 แรงลพั ธ์ทก่ี ระทำตอ่ วตั ถุในแนวระดบั เปน็ “ศูนย์” ส่วนผิวด้านบน
และลา่ งของวตั ถุมีความลกึ ต่างกนั จึงมแี รงกระทำไม่เท่ากนั ส่วนของวตั ถทุ อี่ ยลู่ ึกกวา่ จะมี
แรงลพั ธ์ในทศิ ข้นึ ทม่ี ีขนาดมากกวา่ เรียกแรงนี้วา่ “แรงพยงุ ”

คำถามข้อท่ี 3
นักเรียนคิดว่า “แรงพยุงของ
ของเหลว” ทกี่ ระทำต่อวัตถุนั้น
เกดิ ข้นึ ไดอ้ ยา่ งไร

14

การจมการลอยของวตั ถุ
จากหลักของอาร์คิมีดิสที่มคี วามสัมพันธ์กับน้ำหนกั มวล และปริมาตรของวัตถุ

กับของเหลว โดยการท่ีวตั ถจุ มลงในของเหลวได้หรอื ไม่นั้น ขึน้ อยู่กบั “ความหนาแน่น
ของวัตถุ” กับ “ความหนาแน่นของของเหลว” ที่ใช้สัญลักษณ์แทนความหนาแน่น
เปน็ “ρ” อา่ นวา่ “โร” โดยพจิ ารณาการจมการลอยของวัตถุได้ 3 กรณี ดังนี้

ภาพท่ี 4.5 ลักษณะการจมการลอยของวตั ถใุ นแบบต่าง ๆ
ท่ีมา : kluaiparit (2556), สืบค้นเมือ่ 23 มกราคม 2559
กรณที ่ี 1 วัตถุมีความหนาแนน่ นอ้ ยกวา่ ของเหลว (บางส่วนลอยอยู่เหนือของเหลว)
แรงพยงุ = นำ้ หนกั ของของเหลวทม่ี ีปรมิ าตรเทา่ กบั วตั ถุส่วนท่ีจมในของเหลว
กรณที ี่ 2 วตั ถุมีความหนาแน่นเทา่ กบั ของเหลว (ลอยอยใู่ นระดบั เดยี วกบั ผิวของเหลว)
แรงพยุง = นำ้ หนกั ของของเหลวท่ีมีปรมิ าตรเท่ากับวัตถุ
กรณที ่ี 3 วตั ถุมีความหนาแน่นมากกวา่ ของเหลว (วัตถจุ มอยู่ทกี่ ้นภาชนะ)
แรงพยุง = น้ำหนักของของเหลวที่มปี ริมาตรเทา่ กบั วัตถุ โดยวัตถจุ ะจมสู่ก้นภาชนะ
ทมี่ า : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2557)
จากท้งั 3 กรณี พบว่า “วัตถุใดก็ตามที่ลอยในของเหลวได้แสดงว่า วตั ถุน้ันมี
ความหนาแน่นน้อยกว่าหรือเท่ากับความหนาแน่นของของเหลวนั้น ๆ และวัตถใุ ด
ก็ตามที่จมในของเหลวแสดงว่า วัตถุนั้นมีความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่น
ของของเหลว”

15

คำถามขอ้ ท่ี 4
4.1 จากภาพท่ี 4.5 นักเรียนคิดว่า “ลักษณะการจม
การลอยในกรณีที่ 1 และ 2” แตกต่างกนั หรือไม่
อย่างไร
4.2 นักเรยี นคดิ วา่ “การทีว่ ตั ถุลอยหรือจมในของเหลว”
มคี วามเกีย่ วขอ้ งกบั ความหนาแนน่ หรือไม่ อย่างไร

ตัวอย่างการวิเคราะหแ์ รงพยงุ ในชีวิตประจำวัน
1. ตุ๊กตายางลอยอยู่ในนำ้

น้ำหนกั

แรงพยุง

ภาพที่ 4.6 ตุ๊กตายางลอยอยู่ในนำ้
ทม่ี า : Physics (ม.ป.ป.), สืบค้นเมอ่ื 23 มกราคม 2559
แรงพยุง คือ แรงท่นี ำ้ กระทำต่อตุ๊กตายางเพื่อพยุงต๊กุ ตายางใหล้ อยอยู่ในนำ้
น้ำหนัก คอื แรงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของโลกท่ีกระทำต่อตุ๊กตายางเป็ด ซึ่งมี
ทิศตรงขา้ มกบั แรงพยุง

16

2. เรือลอยอยใู่ นทะเล

ภาพที่ 4.7 เรือลอยอยใู่ นทะเล
ทม่ี า : Denkwerkstatt physik (ม.ป.ป.), สืบค้นเมอื่ 23 มกราคม 2559

แรงพยุง คอื แรงทีน่ ้ำทะเลกระทำตอ่ เรอื เพ่อื พยงุ เรือใหล้ อยอยู่ในทะเล
นำ้ หนักของเรือ คอื แรงที่เกิดจากแรงโน้มถว่ งของโลกทกี่ ระทำตอ่ เรือท่ีลอยอยู่
ซึ่งมีทิศตรงข้ามกับแรงพยุง

คำถามข้อท่ี 5
จากภาพท่ี 4.6 และ 4.7 “ตุ๊กตายาง”
และ “เรือ” สามารถลอยได้ในน้ำ
เพราะเหตใุ ด

17

ปัจจัยท่ีเกย่ี วข้องกบั แรงพยงุ
1. ชนิดของของเหลว ของเหลวแตล่ ะชนิดจะมีความหนาแน่นตา่ งกนั เชน่ น้ำ

มีความหนาแนน่ มากกวา่ แอลกอฮอลแ์ ละน้ำมันพชื โดยของเหลวทีม่ ีความหนาแนน่ มาก
จะมแี รงพยงุ มากกวา่ ของเหลวทม่ี ีความหนาแนน่ นอ้ ย เช่น ทะเลสาบเดดซี (Dead Sea)
เป็นทะเลสาบทม่ี ีความเขม้ ข้นของเกลือสูงมาก จึงทำใหเ้ ปน็ ทะเลสาบทม่ี คี วามหนาแน่นมาก
จนสามารถพยุงใหค้ นลอยอยู่ในน้ำได้ ดงั ภาพ

ภาพท่ี 4.8 ผู้ชายกำลงั นอนหงายลอยอยใู่ นทะเลสาบเดดซี
ทีม่ า : Sankalan Baidya (2557), สบื ค้นเม่ือ 24 มกราคม 2559
2. ชนดิ ของวัตถุ วัตถุแต่ละชนิดจะมีความหนาแน่นแตกต่างกัน เช่น พลาสติก
โฟม หรอื โลหะทีม่ ีมวลเท่ากนั โลหะจะมคี วามหนาแนน่ มากกว่าพลาสติก พลาสตกิ จะมี
ความหนาแน่นมากกว่าโฟม โดยวัตถุที่มีความหนาแน่นมากจะจมลงในของเหลวได้
มากกวา่ วัตถทุ ่ีมีความหนาแน่นนอ้ ย

ใครเคยใช้โฟมสร้างเรือของเล่นบา้ งครับ
ลอยในน้ำไดด้ ใี ชไ่ หมละ่ !

18

3. ขนาดของวตั ถุ จะส่งผลตอ่ ปรมิ าตรท่ีจมลงในของเหลว ถา้ วัตถุมขี นาดใหญ่
จะมปี ริมาตรท่ีจมลงในของเหลวมาก ทำให้แรงพยุงมีคา่ มาก เช่น เรอื ไททานกิ เป็นเรือ
ท่ถี กู สรา้ งด้วยโลหะท่ีมีขนาดใหญส่ ามารถลอยอยู่ในนำ้ ไดเ้ นื่องจากมีปริมาตรท่ีจมลงใน
ของเหลวมาก จึงทำใหม้ แี รงพยงุ มากด้วยเชน่ กนั ดงั ภาพ

ภาพท่ี 4.9 เรือไททานิกที่กำลังร่องอยใู่ นทะเล
ที่มา : Solarnavigator (ม.ป.ป.), สบื คน้ เมื่อ 24 มกราคม 2559
สาระนา่ รู้ !
เรอื ไททานกิ ถูกสร้างข้นึ ในปี ค.ศ.1909 เพ่อื ใช้ในการโดยสาร แต่ทว่าเรอื ได้ชนเข้ากับ
ภูเขาน้ำแขง็ และจมลงสกู่ ้นมหาสมทุ รแอตแลนติก เม่อื วนั ท่ี 15 เมษายน ค.ศ.1912

คำถามขอ้ ที่ 6
6.1 นักเรียนคิดว่ามีปัจจัยใดบ้างที่เกี่ยวข้อง

กบั แรงพยุง และเกยี่ วข้องอยา่ งไร
6.2 จากภาพท่ี 4.9 การที่ “เรอื ไททานิก” ที่มี

ขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากสามารถลอย
อยใู่ นน้ำได้เป็นเพราะเหตใุ ด

19

แบบบนั ทึกผลกจิ กรรมท่ี 4.1
การศึกษา เร่อื ง แรงพยุงในชวี ติ ประจำวัน

กลุ่มที่ ชนั้

รายช่อื สมาชกิ กลุ่ม เลขที่
เลขที่
1. ชอื่ เลขที่
2. ชือ่ เลขท่ี
3. ชื่อ เลขที่
4. ชอ่ื
5. ช่อื

คำชแ้ี จง

นักเรียนอ่าน คิด และวิเคราะห์ “คำถามจากใบความรู้ เรื่อง แรงพยุงใน
ชีวิตประจำวัน” แลว้ อภปิ รายร่วมกันในกลุม่ เพือ่ ตอบคำถามและช่วยกันบันทึกคำตอบ
ลงใน “แบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมท่ี 4.1” (คะแนนเตม็ 18 คะแนน ข้อละ 2 คะแนน)

มาตะลยุ โจทย์หน้าถัดไปกนั เถอะ

20

คำถามข้อท่ี 1
“แรงพยุง หรือ แรงลอยตัว” มีความสำคัญต่อชีวิตประจำวันของมนุษย์หรือไม่ อย่างไร
(2 คะแนน)

คำถามขอ้ ที่ 2
2.1 จากหลักของอาร์คมิ ีดิส นักเรยี นคิดว่าเราจะมีวิธีหา “น้ำหนกั ของวัตถุท่ีหายไป” จาก

.ปริมาตรของของเหลวทวี่ ตั ถนุ ั้นจมอยหู่ รือไม่ อย่างไร (2 คะแนน)

2.2 จากขอ้ 2.1 นักเรยี นคดิ วา่ “ขนาดของแรงพยงุ มีค่าเท่าใด” (2 คะแนน)

คำถามข้อที่ 3
นักเรียนคิดวา่ “แรงพยงุ ของของเหลว” ทกี่ ระทำต่อวัตถุน้นั เกิดข้ึนได้อยา่ งไร (2 คะแนน)

21

คำถามข้อท่ี 4

ภาพท่ี 4.5 ลกั ษณะการจมการลอยของวตั ถใุ นแบบต่าง ๆ
ทีม่ า : kluaiparit (2556), สืบคน้ เมอ่ื 23 มกราคม 2559

4.1 จากภาพท่ี 4.5 นักเรียนคิดวา่ “ลกั ษณะการจมการลอยในกรณีที่ 1 และ 2” แตกต่างกัน
.หรือไม่ อย่างไร (2 คะแนน)

4.2 นักเรียนคิดวา่ “การทว่ี ัตถุลอยหรอื จมในของเหลว” มคี วามเกยี่ วขอ้ งกับความหนาแนน่
.หรอื ไม่ อยา่ งไร (2 คะแนน)

22

คำถามข้อท่ี 5

น้ำหนัก
แรงพยงุ

ภาพที่ 4.6 ตุ๊กตายางลอยอยใู่ นน้ำ
ทมี่ า : Physics (ม.ป.ป.), สบื คน้ เมอ่ื 23 มกราคม 2559

ภาพที่ 4.7 เรือลอยอยูใ่ นทะเล
ทม่ี า : Denkwerkstatt physik (ม.ป.ป.), สืบคน้ เมอ่ื 23 มกราคม 2559

จากภาพที่ 4.6 และ 4.7 “ตกุ๊ ตายาง” และ “เรอื ” สามารถลอยอย่ไู ด้ในนำ้ เพราะเหตุใด
(2 คะแนน)

23

คำถามข้อที่ 6
6.1 นักเรยี นคิดว่ามีปจั จัยใดบ้างทเี่ ก่ยี วข้องกับแรงพยุง และเก่ยี วข้องอยา่ งไร (2 คะแนน)

ภาพท่ี 4.9 เรือไททานิกทีก่ ำลังรอ่ งอยใู่ นทะเล
ทม่ี า : Solarnavigator (ม.ป.ป.), สบื คน้ เมื่อ 24 มกราคม 2559
6.2 จากภาพที่ 4.9 การท่ี “เรือไททานกิ ” ทม่ี ขี นาดใหญแ่ ละมีน้ำหนักมากสามารถลอยอยู่
.ในน้ำได้เป็นเพราะเหตใุ ด (2 คะแนน)

24

แบบฝกึ ทกั ษะทา้ ยกจิ กรรมท่ี 4.1
การศึกษา เร่อื ง แรงพยุงในชีวิตประจำวัน

ตอนท่ี 1
คำช้แี จง ให้นักเรียนนำ “ข้อความ” ในกรอบสี่เหล่ียมมาเติมลงในช่องว่างให้เช่ือมโยง

สมั พันธก์ ันและได้ใจความทีส่ มบูรณ์ (คะแนนเตม็ 8 คะแนน ข้อความละ 1 คะแนน)

ความหนาแน่น แรงพยุง ชนิดของของเหลว โลหะและพลาสติก

นำ้ กับแอลกอฮอล์ ชนดิ ของวัตถุ อาร์คมิ ดี สิ นำ้ หนักของของเหลว

1. ที่ต่างกันจะมคี วามหนาแน่นไมเ่ ทา่ กนั เชน่

2. วัตถุที่จมอยกู่ ้นภาชนะจะมี มากกวา่ ของเหลว

3. เปน็ นกั ปราชญช์ าวกรกี ผู้ค้นพบหลักการเกี่ยวกบั

4. จะมคี วามหนาแนน่ ไมเ่ ทา่ กัน เน่อื งจากมี
ทีต่ า่ งกัน

5. นำ้ หนักของวัตถุท่หี ายไป มีค่าเท่ากับ ทม่ี ีปริมาตรเท่ากับปริมาตร
.ของวตั ถุส่วนที่จม

25

ตอนท่ี 2
คำช้ีแจง ให้นักเรียนพจิ ารณาสถานการณจ์ ากภาพตอ่ ไปนี้ และตอบคำถาม (คะแนนเต็ม

10 คะแนน ข้อละ 2 คะแนน)

ภาพสถานการณ์ทเ่ี ก่ยี วข้องกบั แรงพยงุ คำถาม

1. จากภาพที่ 4.10 นักเรยี นคิดวา่ “ห่วงยาง”
มี ค ว า ม ห น า แ น่ น แ ต ก ต่ า ง จ า ก น้ ำ ท ะ เ ล
หรือไม่ อยา่ งไร

ภาพท่ี 4.10 ห่วงยางลอยอย่ใู นทะเล จากภาพท่ี 4.11 ปัจจัยใดท่ีทำให้น้ำมัน
ท่ีมา : Yorda (ม.ป.ป.), ลอยอยู่ด้านบนของนำ้ อธิบายมาพอเขา้ ใจ

.สืบค้นเม่อื 26 มกราคม 2559

2.

ภาพท่ี 4.11 น้ำมนั ลอยแยกชนั้ กับน้ำ จากภาพที่ 4.12 นักเรียนคิดว่าจะมีวิธีหา
ทม่ี า : Thegolfclub (ม.ป.ป.), ขนาดของแรงพยุงของของเหลวท่ีกระทำ
ต่อวตั ถุไดห้ รอื ไม่ อยา่ งไร
.สืบค้นเมือ่ 26 มกราคม 2559

3.

ภาพท่ี 4.12 หย่อนวัตถุลงในถว้ ยยูเรก้า

ที่มา : Samakkhi (ม.ป.ป.),
.สืบคน้ เมื่อ 26 มกราคม 2559

26

ภาพสถานการณ์ท่เี กี่ยวขอ้ งกบั แรงพยงุ คำถาม

4. จากภาพที่ 4.13 ลูกศรท่มี ีทิศตรงข้าม
กับแรงพยุงคอื แรงใด

น้ำหนกั นำ้ หนัก

แรงพยุง แรงพยุง

ภาพท่ี 4.13 เดก็ อยูใ่ นลูกบอลพลาสตกิ ทลี่ อยนำ้ นกั เรียนคิดวา่ หนิ กอ้ นท่ีลอยนำ้ และทีจ่ ม
ทมี่ า : Jetskisafari (ม.ป.ป.), อยู่ในก้นบีกเกอร์ มีความแตกต่างกัน
หรอื ไม่ อย่างไร
.สืบคน้ เมอ่ื 26 มกราคม 2559

5.

ภาพที่ 4.14 หนิ ที่จมและหนิ ท่ีลอยนำ้ ได้
ท่ีมา : Sheila Terry (2556),

.สบื คน้ เมือ่ 26 มกราคม 2559

27

กจิ กรรมท่ี 4.2
การทดลอง เรอื่ ง แรงพยงุ ของของเหลว

จุดประสงคข์ องกจิ กรรม
1. บอกนำ้ หนกั ของดินนำ้ มนั ท่หี ายไปเมื่อช่งั ในนำ้ ได้
2. บอกน้ำหนักของน้ำที่ลน้ ออกมาจากการแทนทีข่ องดินน้ำมนั ในนำ้ ได้
3. คำนวณหาขนาดของแรงพยุงของของเหลวทก่ี ระทำต่อวตั ถไุ ด้

เวลาทีใ่ ช้ 2 ชว่ั โมง

สอ่ื การเรยี นรู้
1. ใบกิจกรรมท่ี 4.2
2. ใบกจิ กรรมการทดลอง เรอ่ื ง แรงพยุงของของเหลว
3. วสั ดุและอปุ กรณ์ในการทดลองแรงพยงุ ของของเหลว
4. แบบบันทกึ ผลกจิ กรรมที่ 4.2
5. แบบฝกึ ทักษะท้ายกจิ กรรมที่ 4.2

ข้นั ตอนการปฏบิ ัตกิ ิจกรรม
คำชแ้ี จง ให้นักเรยี นทำกจิ กรรมตามลำดับขัน้ ตอนตอ่ ไปนี้

1. ทำกิจกรรมตาม “คำช้ีแจงในใบกิจกรรมการทดลอง ตอนที่ 1” อภิปรายร่วมกัน
ในกลมุ่ เพื่อคาดคะเนคำตอบ และบนั ทึกคำตอบลงใน “แบบฝกึ ทกั ษะท้ายกิจกรรมที่ 4.2
ตอนท่ี 1”

2. ทำกจิ กรรมตาม “คำชี้แจงในใบกิจกรรมการทดลอง ตอนที่ 2” อภิปราย
ร่วมกันในกลุ่มเพื่อกำหนดจุดประสงค์ ต้ังสมมติฐาน และกำหนดตัวแปร แล้วบันทึก
คำตอบลงใน “แบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรมที่ 4.2 ตอนที่ 2”

3. ออกแบบและวางแผนการทดลองตาม “ใบกิจกรรมการทดลอง ตอนท่ี 3” เป็น
ลำดับขั้น ดังนี้

3.1 วางแผนการทำงาน โดยแบ่งหน้าท่ีในการทำการทดลองร่วมกัน
3.2 ทำการทดลอง สังเกต และบันทึกผลโดยบันทึกลงใน “แบบบันทึกผล
กิจกรรมที่ 4.2”

28

3.3 แปลผลข้อมูล และลงข้อสรุป โดยการอภปิ รายร่วมกันเพอ่ื ตอบคำถาม
และบนั ทกึ คำตอบลงใน “แบบฝึกทกั ษะท้ายกิจกรรมท่ี 4.2 ตอนที่ 3 และตอนท่ี 4”

4. นักเรียนตัวแทนกลุ่มนำเสนอผลการทดลองทุกข้ันตอนใน “แบบฝึกทักษะ
ทา้ ยกจิ กรรมท่ี 4.2”

5. เฉลยและตรวจคำตอบจาก “แบบเฉลยคำตอบในภาคผนวก” โดยทุกกลุ่ม
แลกเปลี่ยนกนั ตรวจคำตอบ สรุปคะแนนทไี่ ดแ้ ละนำส่งครู

6. ถ้านักเรียนมขี ้อสงสยั หรือประเด็นปญั หาตา่ ง ๆ ท่ียงั ไมเ่ ข้าใจ นกั เรียนสอบถาม
และขอคำตอบ คำอธบิ าย หรอื คำแนะนำจากครูผสู้ อนทนั ที

29

ใบกจิ กรรมการทดลอง
เรือ่ ง แรงพยุงของของเหลว

ตอนท่ี 1 ปญั หา ข้อสงสยั และการคาดคะเนคำตอบ
คำช้แี จง นกั เรียนอ่านคำถามต่อไปนี้ แล้วอภิปรายรว่ มกันในกลุ่มเพอ่ื คาดคะเนคำตอบ

แล้วบนั ทกึ ลงใน “แบบฝกึ ทกั ษะท้ายกจิ กรรมที่ 4.2 ตอนที่ 1”

นักเรียนครับ ถ้าเรานำวตั ถไุ ปชั่งในอากาศกับนำไปช่งั ในน้ำ
นกั เรียนคิดว่านำ้ หนักท่ชี ั่งได้จะเท่ากันหรอื ไม่ และถ้าเรานำ
วัตถุนั้นหย่อนลงในภาชนะท่ีบรรจุนำ้ อยู่เต็มภาชนะจะทำให้
นำ้ ลน้ ออกมา น้ำหนกั ของน้ำทลี่ ้นออกมาจะมีความสมั พนั ธ์
เก่ยี วข้องกบั น้ำหนกั ของวัตถุเชน่ เดยี วกับที่ชง่ั ในอากาศและ
ชัง่ ในนำ้ หรอื ไม่ อยา่ งไร

เราไปค้นหาคำตอบจากการทดลอง เรอื่ ง แรงพยงุ ของของเหลว กนั ดีกวา่ !

ตอนที่ 2 การกำหนดจดุ ประสงค์ ตัง้ สมมตฐิ าน และกำหนดตัวแปร

คำช้ีแจง นักเรียนศึกษา “การทดลองเรื่อง แรงพยุงของของเหลว” โดยละเอียด

อภิปรายรว่ มกันในกลมุ่ เพอ่ื กำหนดจุดประสงค์ ตงั้ สมมตฐิ าน กำหนดตวั แปร
แล้วบันทึกลงใน “แบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรมท่ี 4.2 ตอนที่ 2 ก่อนทำ
การทดลอง”

การทดลอง เรอื่ ง แรงพยุงของของเหลว

วัสดแุ ละอปุ กรณ์ 2. เชอื ก 1 ถงุ
1. ดินนำ้ มนั 1 ก้อน

ภาพท่ี 4.15 ดินน้ำมนั ภาพท่ี 4.16 เชือก

ทีม่ า : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช ทม่ี า : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช

3. ถว้ ยยูเรก้า 1 ใบ 30

4. เคร่อื งช่งั สปริง 1 เครอื่ ง

ภาพท่ี 4.17 ถว้ ยยูเรก้า ภาพท่ี 4.18 เคร่อื งชง่ั สปรงิ
ทมี่ า : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช ท่ีมา : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช

5. บกี เกอร์ 250 ml 1 ใบ 6. เครอื่ งชัง่ แบบ 3 คาน 1 เคร่ือง

ภาพท่ี 4.19 บกี เกอร์ ภาพที่ 4.20 เครือ่ งชั่งนำ้ หนกั แบบ 3 คาน
ท่ีมา : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช (Triple beam balance)

ที่มา : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช

ขัน้ ตอนการทดลอง

1. ชง่ั มวลของบกี เกอรเ์ ปลา่ และบนั ทึกลงใน “ตารางบันทึกผลการทดลอง”
2. เตรียมถ้วยยเู รก้าโดยใส่น้ำให้เกินระดับท่อ แล้วใช้น้ิวมือปิดปลายท่อไว้และ
ตงั้ ไวบ้ นโต๊ะ
3. ปลอ่ ยนว้ิ มือทปี่ ดิ ปลายทอ่ ไว้ให้น้ำส่วนเกนิ ไหลลงในบกี เกอร์ จากน้นั เทน้ำใน
บกี เกอร์ทงิ้ ลงในภาชนะที่เตรียมไว้ แล้วเช็ดบีกเกอร์ใหแ้ หง้
4. นำปลายเชือกดา้ นหน่งึ ผูกดินนำ้ มนั และปลายเชือกอีกดา้ นหน่งึ คลอ้ งเข้ากับ
ขอเกีย่ วของเครอ่ื งชง่ั สปรงิ สังเกตและบนั ทกึ ผลลงใน “ตารางบันทกึ ผลการทดลอง”

31

5. ทำตำแหน่งของดินน้ำมันคร่ึงก้อน และนำบีกเกอร์ที่เช็ดแห้งแล้วในข้อที่ 3
มารอรบั น้ำจากถ้วยยูเรก้า แล้วใช้เคร่ืองช่ังสปรงิ ช่งั น้ำหนักดินน้ำมนั ขณะจมอยู่ในน้ำ
“ครง่ึ กอ้ น” สังเกตและบันทึกผลลงใน “ตารางบันทกึ ผลการทดลอง”

6. นำบีกเกอรท์ ่ีรับน้ำจากการทดลองในขอ้ ท่ี 5 ไปชั่งหามวลของน้ำด้วยเคร่ืองช่ัง
นำ้ หนกั แบบ 3 คาน สังเกตและบนั ทึกผลลงใน “ตารางบันทกึ ผลการทดลอง”

7. เตรียมถ้วยยเู รกา้ ใหมอ่ กี คร้งั ตามขน้ั ตอนในขอ้ ที่ 2 และ 3
8. นำบกี เกอรท์ ่ีเช็ดแห้งแล้ว มารอรับน้ำจากถ้วยยูเรก้า จากน้ันค่อย ๆ หย่อน
ดินน้ำมนั ลงในถว้ ยยูเรกา้
9. ใช้เครอ่ื งชงั่ สปริงช่งั นำ้ หนกั ดินนำ้ มนั ขณะจมอยู่ในนำ้ “ท้ังก้อน” สงั เกตและ
บนั ทึกผลลงใน “ตารางบันทึกผลการทดลอง”
10. นำบกี เกอรท์ ีร่ บั น้ำจากการทดลองในข้อ 9 ไปชั่งหามวลของน้ำตามขน้ั ตอน
ในขอ้ ที่ 6
11. บนั ทกึ ค่าต่าง ๆ ตามที่กำหนดไวใ้ น “ตารางบันทึกผลการทดลอง” ใหค้ รบ
ทกุ ชอ่ ง

จากการศึกษาวธิ กี ารทดลองขา้ งตน้ นกั เรียนคดิ ว่า
1. จุดประสงค์ของการทดลองนี้ น่าจะทำการทดลองเพ่ืออะไร

2. ควรมสี มมตฐิ านวา่ อยา่ งไร

3. นา่ จะมอี ะไรเปน็ ตวั แปรบา้ ง

32

ตอนท่ี 3 วางแผนการทดลอง และทำการทดลอง
คำชแ้ี จง ใหน้ กั เรยี นวางแผน แบง่ หน้าทที่ ำการทดลองและบันทกึ ผลการทดลองลงใน

“ตารางบนั ทึกผลการทดลองในแบบบันทึกผลกจิ กรรมที่ 4.2”
1. ช่งั มวลของบีกเกอร์เปลา่ และบันทึกผลลงใน “ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง”

ภาพที่ 4.21 ช่งั มวลบกี เกอร์เปลา่ ด้วยเครื่องชั่งนำ้ หนกั แบบ 3 คาน (Triple beam balance)
ท่มี า : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช

2. เตรียมถ้วยยูเรก้า โดยใส่น้ำ
ใหเ้ กนิ ระดบั ท่อ แล้วใชน้ ้ิวมือ
ปิดปลายท่อไว้และตั้งบนโต๊ะ
ดังภาพท่ี 4.22

.ภาพท่ี 4.22 ใช้นว้ิ มือปดิ ปลายท่อของถ้วยยูเรกา้
ทม่ี า : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช

3. ปล่อยนิ้วมือที่ปิดปลายท่อไว้ให้น้ำ
สว่ นเกนิ ไหลลงในบกี เกอร์ จากน้ัน
เทน้ำในบีกเกอร์ทิ้งลงในภาชนะที่
เตรียมไว้ แล้วเช็ดบีกเกอร์ให้แห้ง
ดงั ภาพท่ี 4.23

ภาพที่ 4.23 ปลอ่ ยนิว้ มือท่ีปดิ ท่อของถ้วยยูเรก้า
ที่มา : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช

33

4. นำปลายเชือกด้านหนึ่งผูกดินน้ำมัน
และปลายเชือกอีกด้านหนึง่ คล้องกับ
ขอเกี่ยวของเคร่ืองช่ังสปริง สังเกต
และบนั ทกึ ผลลงใน “ตารางบันทกึ ผล
การทดลอง” ดงั ภาพที่ 4.24

ภาพที่ 4.24 ชง่ั ดินนำ้ มันดว้ ยเครอ่ื งชัง่ สปรงิ
ที่มา : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช

5. ทำตำแหน่งของดินน้ำมันครงึ่ ก้อนและ
นำบีกเกอร์ทเี่ ช็ดแห้งแล้วในข้อที่ 3 มารอ
รับนำ้ จากถว้ ยยูเรกา้ แลว้ ใช้เครอื่ งชั่งสปริง
ชั่งน้ำหนักของดนิ น้ำมนั ขณะจมอยใู่ นน้ำ
“คร่ึงก้อน” สังเกตและบันทึกผลลงใน
“ตารางบันทึกผลการทดลอง” ดังภาพ
ที่ 4.25

ภาพท่ี 4.25 ชง่ั ดนิ น้ำมนั ขณะจมอยู่ในน้ำคร่ึงกอ้ น
ที่มา : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช

6. นำบีกเกอรท์ ี่รับนำ้ จากการทดลองในข้อท่ี 5 ไปชัง่ หามวลของนำ้ ด้วยเครื่องชัง่ น้ำหนัก
แบบ 3 คาน สังเกตและบนั ทึกผลลงใน “ตารางบนั ทึกผลการทดลอง”

ภาพท่ี 4.26 ชงั่ บีกเกอร์ทบ่ี รรจุน้ำที่ล้นจากถว้ ยยเู รกา้
ท่มี า : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช

34

7. เตรยี มถ้วยยูเรกา้ ใหมอ่ ีกคร้งั ตามขัน้ ตอนในขอ้ ที่ 2 และ 3
8. นำบีกเกอรท์ ี่เช็ดแหง้ แล้วมารอรับน้ำจากถ้วยยูเรก้า จากนน้ั ค่อย ๆ หยอ่ นดนิ น้ำมัน

.ลงในถ้วยยูเรกา้ ดงั ภาพ

ภาพท่ี 4.27 ค่อย ๆ หย่อนดนิ นำ้ มันลงในถว้ ยยเู รกา้
ท่มี า : ภาพโดย ทศพล สวุ รรณราช
9. ใชเ้ ครื่องชง่ั สปรงิ ช่ังน้ำหนักดนิ น้ำมันขณะจมอยู่ในน้ำ “ทั้งก้อน” สงั เกตและบันทึกผล
.ลงใน “ตารางบันทึกผลการทดลอง” ดังภาพท่ี 4.28

ภาพท่ี 4.28 หย่อนดนิ น้ำมันให้จมลงในนำ้ ทัง้ ก้อน
ทีม่ า : ภาพโดย ทศพล สุวรรณราช
10. นำบีกเกอร์ท่ีรบั นำ้ จากการทดลองในขอ้ ท่ี 9 ไปชัง่ หามวลของนำ้ ตามข้ันตอนในข้อท่ี 6
11. บันทกึ คา่ ตา่ ง ๆ ตามทกี่ ำหนดไวใ้ น “ตารางบันทึกผลการทดลองในแบบบนั ทึกผล
.กิจกรรมที่ 4.2” ใหค้ รบทุกชอ่ ง

35

แบบบันทึกผลกิจกรรมที่ 4.2
การทดลอง เรอ่ื ง แรงพยุงของของเหลว

กล่มุ ที่ ชั้น

รายชอ่ื สมาชกิ กลุ่ม เลขที่
เลขที่
1. ชอ่ื เลขที่
2. ชอ่ื เลขท่ี
3. ชือ่ เลขที่
4. ช่ือ
5. ชอื่

คำชแี้ จง

ให้นักเรยี นปฏิบัตติ ามข้ันตอนการทดลองใน “ใบกิจกรรมที่ 4.2 ตอนที่ 3” และ
บันทกึ ผลลงใน “แบบบันทกึ ผลกจิ กรรมท่ี 4.2” (คะแนนเต็ม 5 คะแนน ช่องละ 1 คะแนน)

ตารางบนั ทึกผลการทดลอง
ตารางที่ 1 น้ำหนกั ของก้อนดนิ นำ้ มนั ทช่ี งั่ ดว้ ยเครื่องชั่งสปริงในลักษณะตา่ ง ๆ (3 คะแนน)

การทดลอง น้ำหนักของดินน้ำมัน
1. ชั่งดินน้ำมันขณะอยูใ่ นอากาศ
2. ชั่งดนิ นำ้ มันขณะจมอยใู่ นนำ้ ครง่ึ ก้อน
3. ชั่งดนิ น้ำมันขณะจมอย่ใู นนำ้ ทัง้ ก้อน

ตารางท่ี 2 มวลของน้ำท่ลี น้ ออกมาจากการแทนท่ขี องดินนำ้ มันในนำ้ ดว้ ยเครอื่ งชง่ั นำ้ หนัก
.แบบ 3 คาน (Triple beam balance) (2 คะแนน)

การทดลอง มวลของนำ้ ท่ีล้นออกมา (กรัม)
(ไมค่ ดิ รวมมวลของบกี เกอร์)
1. หย่อนดินน้ำมันลงในถ้วยยูเรก้าให้จม
“ครึง่ ก้อน”

2. หย่อนดินน้ำมันลงในถ้วยยูเรก้าให้จม
“ท้ังก้อน”

36

แบบฝกึ ทกั ษะท้ายกจิ กรรมที่ 4.2
การทดลอง เรอื่ ง แรงพยงุ ของของเหลว
ตอนที่ 1 ปัญหา ขอ้ สงสยั และการคาดคะเนคำตอบ
คำชแี้ จง นักเรียนอ่านคำถามต่อไปนี้ แล้วอภิปรายร่วมกันในกลุ่มเพื่อคาดคะเนคำตอบ
(คะแนนเตม็ 2 คะแนน)
นกั เรียนครบั ถ้าเรานำวัตถุไปช่งั ในอากาศกับนำไปชั่งในน้ำ นักเรียนคิดว่าน้ำหนักท่ีชั่งได้จะ
เท่ากันหรือไม่ และถ้าเรานำวัตถนุ ้ันหย่อนลงในภาชนะท่ีบรรจุน้ำอยเู่ ต็มภาชนะจะทำให้นำ้ ล้น
ออกมา นำ้ หนกั ของน้ำทลี่ น้ ออกมาจะมคี วามสมั พนั ธ์เกยี่ วขอ้ งกบั น้ำหนกั ของวตั ถุเช่นเดยี วกบั ที่
ชั่งในอากาศและชง่ั ในน้ำหรอื ไม่ อยา่ งไร

ตอนท่ี 2 การกำหนดจดุ ประสงค์ ตั้งสมมตฐิ าน และกำหนดตัวแปร
คำช้ีแจง นกั เรียนศึกษา “การทดลองเรือ่ ง แรงพยงุ ของของเหลว” โดยละเอียด อภิปราย

รว่ มกนั ในกลุ่มเพ่อื กำหนดจุดประสงค์ ตั้งสมมติฐาน กำหนดตัวแปร (คะแนนเต็ม
6 คะแนน ขอ้ ละ 2 คะแนน)
จดุ ประสงคก์ ารทดลอง (2 คะแนน)

สมมตฐิ าน (2 คะแนน)

37

ตัวแปร (2 คะแนน)
ตัวแปรตน้

ตัวแปรตาม

ตัวแปรควบคมุ

ตอนท่ี 3 การแปลผลขอ้ มลู

คำชแี้ จง ให้นักเรียนนำผลการทดลองจาก “แบบบันทกึ ผลกจิ กรรมท่ี 4.2” มากรอกลงใน
ตารางต่อไปน้ี และคำนวณหา “น้ำหนักของดินน้ำมันที่หายไปเม่ือชั่งในน้ำ”
และ “นำ้ หนักของน้ำท่ีลน้ ออกมา” จากสูตรในตารางที่กำหนดให้ (คะแนนเต็ม
4 คะแนน ตารางละ 2 คะแนน)

ตารางท่ี 1 การคำนวณน้ำหนักของดนิ นำ้ มนั ที่หายไปเมือ่ ชง่ั ในนำ้ (2 คะแนน)

การทดลอง นำ้ หนักของ นำ้ หนักของดินน้ำมนั ท่หี ายไปเมื่อช่ังในนำ้
ดินน้ำมัน (นวิ ตนั ) คำนวณจาก น้ำหนักดินน้ำมัน
1. ช่ังดินน้ำมนั ขณะอยใู่ นอากาศ
2. ชง่ั ดินน้ำมันขณะจมครึ่งกอ้ น (นวิ ตัน) ที่ชง่ั ในอากาศ – น้ำหนกั ดนิ น้ำมนั ท่ชี ง่ั ในน้ำ
3. ชงั่ ดินน้ำมันขณะจมทัง้ ก้อน

ตารางท่ี 2 การคำนวณน้ำหนกั ของนำ้ ทีล่ น้ ออกมา (กำหนดให้คา่ g = 10 m/s2) (2 คะแนน)

การทดลอง มวลของนำ้ ทีล่ ้น น้ำหนักของน้ำทล่ี ้นออกมา (นิวตัน)
ออกมา (กรมั ) คำนวณจากสูตร W = mg
1. หยอ่ นดินน้ำมนั ลงในถ้วย (ไมค่ ิดรวมมวล
ยูเรกา้ ให้จมคร่ึงก้อน ของบกี เกอร์) W = มวลของนำ้ ทล่ี ้น(กรัม) × 10 m/s2

2. หยอ่ นดนิ นำ้ มนั ลงในถว้ ย 1,000
ยเู รกา้ ใหจ้ มทัง้ ก้อน

38

ตอนที่ 4 การลงข้อสรปุ
คำช้ีแจง จากการทำกิจกรรมการทดลอง เร่ือง แรงพยุงของของเหลว นักเรียนได้ข้อสรุป

เก่ียวกับการทดลองอย่างไร ให้นักเรียนตอบคำถามต่อไปนี้ (คะแนนเต็ม 8 คะแนน
ข้อละ 2 คะแนน)
1. จากการทดลองชง่ั ดินนำ้ มันในอากาศและชั่งในนำ้ พบวา่ (2 คะแนน)

2. จากการทดลองช่งั ดินนำ้ มนั ในนำ้ “ขณะจมครึง่ กอ้ น” และ “จมท้งั ก้อน” พบวา่ (2 คะแนน)

3. จากการคำนวณหา “นำ้ หนักของดนิ นำ้ มนั ท่ีหายไป” กบั “นำ้ หนักของนำ้ ท่ลี ้นออกมา”
พบว่า (2 คะแนน)

4. ถ้าเปรียบเทียบ “น้ำหนักของดินน้ำมันท่ีหายไปเมื่อช่ังในน้ำ” กับ “น้ำหนักของน้ำ.
ที่ลน้ ออกมา” นกั เรยี นคดิ ว่าจะสรปุ ผลการทดลองได้อยา่ งไร (2 คะแนน)

39

ตอนที่ 5 คำถามทา้ ยกจิ กรรม
คำชีแ้ จง ใหน้ ักเรยี นวิเคราะห์สถานการณ์ต่อไปนี้ และตอบคำถาม (คะแนนเตม็ 10 คะแนน

ขอ้ ละ 2 คะแนน)
1. นำ้ หนักของกอ้ นดินน้ำมันท่ชี ง่ั ในอากาศและช่งั ในน้ำเทา่ กนั หรอื ไม่อยา่ งไร เพราะเหตุใด

(2 คะแนน)

12 3

ภาพท่ี 4.29 .การชั่งดินน้ำมันดว้ ยเครอ่ื งชง่ั สปรงิ ในลกั ษณะตา่ ง ๆ ได้แก่ ชง่ั ในอากาศ
.ช่งั ในน้ำ ขณะจมครึง่ กอ้ น และช่ังในนำ้ ขณะจมทัง้ ก้อน

ทม่ี า : ฐานข้อมูลความรู้เพ่ือเยาวชนไทย (2558), สืบค้นเมอ่ื 26 มกราคม 2559

2. ผลการทดลองสอดคลอ้ งกับหลักอาร์คมิ ีดสี อย่างไร (2 คะแนน)
3. ถ้านำ้ ที่ลน้ ออกมามมี วล 47 กรมั นำ้ จะหนกั กน่ี ิวตนั กำหนดให้ g = 10 m/s2 (2 คะแนน)

ภาพท่ี 4.30 หยอ่ นวัตถุลงในถว้ ยยเู รก้า

ภาพท่ี 4.30 หย่อนวัตถลุ งในถ้วยยูเรก้า
ทม่ี า : Samakkhi (ม.ป.ป.),

สบื ค้นเมอ่ื 26 มกราคม 2559

40

4. ถา้ ดินน้ำมนั ทช่ี ง่ั ในอากาศมีนำ้ หนกั 3.5 N เมือ่ นำไปช่งั ในนำ้ พบวา่ มนี ำ้ หนักนอ้ ยกวา่ ทช่ี งั่
ในอากาศอยู่ 0.25 N น้ำหนกั ของกอ้ นดินนำ้ มนั ท่ชี ง่ั ในนำ้ จะเป็นเท่าใด (2 คะแนน)

5. จากภาพต่อไปน้ี เปน็ แท่งไมท้ ม่ี มี วลและปริมาตรเทา่ กัน ภาชนะใบที่ 1 บรรจุแอลกอฮอล์
และภาชนะใบท่ี 2 บรรจุน้ำ ให้นักเรียนอธิบายการจมการลอยของแท่งไม้ในภาชนะ
ท้งั สองใบ (2 คะแนน)

ภาชนะใบท่ี 1 ภาชนะใบท่ี 2
ภาพท่ี 4.31 ภาชนะใบที่ 1 บรรจุแอลกอฮอลแ์ ละภาชนะใบท่ี 2 บรรจนุ ำ้
ทีม่ า : UCSB ScienceLine (2558), สบื คน้ เมอ่ื 27 มกราคม 2559

41

กจิ กรรมท่ี 4.3
การคำนวณ เร่อื ง แรงพยงุ ของของเหลว

จดุ ประสงค์ของกิจกรรม
คำนวณแรงพยุงของของเหลวและความหนาแน่นของสารได้

เวลาทีใ่ ช้ 1 ช่วั โมง

ส่อื การเรยี นรู้

1. ใบกิจกรรมที่ 4.3
2. ใบความรู้ 4.3 เร่อื ง การคำนวณแรงพยงุ ของของเหลว
3. แบบบนั ทกึ ผลกจิ กรรมท่ี 4.3
4. แบบฝึกทกั ษะท้ายกิจกรรมท่ี 4.3

ข้นั ตอนการปฏิบัติกิจกรรม
คำชแ้ี จง ใหน้ ักเรียนทำกจิ กรรมตามลำดบั ขนั้ ตอนตอ่ ไปนี้

1. ศึกษา “ใบความรู้ เร่ือง การคำนวณแรงพยงุ ของของเหลว” และ “ตัวอย่าง
การคำนวณ” โดยละเอียด แลว้ อภปิ รายรว่ มกนั ในกลมุ่

2. จับคกู่ ันทำ “โจทย์คำนวณในแบบบันทึกผลกิจกรรมที่ 4.3” โดยอภิปราย
ร่วมกนั และชว่ ยกนั บันทกึ คำตอบลงในช่องวา่ งทก่ี ำหนดไว้

3. นักเรียนทุกคนทำ “โจทย์คำนวณในแบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรมที่ 4.3”
โดยแสดงวิธีคดิ อย่างละเอยี ด

4. เฉลยและตรวจคำตอบ “แบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมที่ 4.3” และ “แบบฝึกทักษะ
ท้ายกิจกรรมท่ี 4.3 ตอนที่ 1” จาก “แบบเฉลยคำตอบในภาคผนวก” โดยจับคู่
แลกเปล่ยี นกนั ตรวจ สรปุ คะแนนท่ีได้และนำสง่ ครู

5. นกั เรียนทำ “แบบฝึกทักษะท้ายกิจกรรมท่ี 4.3 ตอนท่ี 2” สรุปองค์ความรู้
และอธิบายการนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ โดยอภิปรายร่วมกันในช้ันเรียน แล้วสืบค้น
ขอ้ มูลเพม่ิ เตมิ จากอนิ เทอรเ์ นต็ และส่งครูทาง E-mail ภายใน 3 วนั หลังเรียนจบชุดนี้

6. ถ้านกั เรยี นมีข้อสงสัยหรือประเด็นปญั หาตา่ ง ๆ ที่ไม่เขา้ ใจ นกั เรียนสอบถาม
หรอื ขอคำตอบ คำอธบิ าย หรอื คำแนะนำจากครูผูส้ อนทันที

42

ใบความรู้
เรอ่ื ง การคำนวณแรงพยุงของของเหลว

จากทอ่ี ารค์ ิมีดีส ได้ใหห้ ลักการไว้ว่า “วัตถใุ ด ๆ ท่ีจมอยู่ในของไหลทั้งก้อนหรือ
จมเพียงบางส่วนจะถกู แรงพยุงกระทำ และขนาดของแรงพยุงนน้ั จะเท่ากบั ขนาดของ
น้ำหนักของของไหลที่ถูกวัตถุแทนที่” จากหลักการของอาร์คิมีดีสดังกล่าวทำให้ได้
สมการในการคำนวณแรงพยงุ ดังน้ี

FB = ρVg

เมอ่ื FB = ขนาดของแรงพยุง มีหนว่ ยเปน็ นวิ ตนั (N)
ρ = ความหนาแน่นของของเหลว มีหนว่ ยเปน็ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)
V = ปรมิ าตรของของเหลวทถี่ กู แทนที่ มีหน่วยเป็น ลูกบาศกเ์ มตร (m3)
g = ความเรง่ เนอื่ งจากแรงโนม้ ถว่ งของโลก มีหนว่ ยเปน็ เมตรต่อวนิ าที2 (m/s2)

ท่มี า : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (2557)

สาระนา่ รู้ !

สัญลักษณ์ ρ เป็นอักษรกรีก อ่านว่า โร เป็นสัญลักษณ์แทนความหนาแน่น
m
เช่นเดียวกับสัญลักษณ์ D (Density) ท่ีนิยมใชใ้ นสูตร D= V

จากหลักของอาร์คิมีดสี คอื แรงพยุงของของเหลวมคี ่าเท่ากับ น้ำหนักของของเหลว
ทถ่ี ูกแทนที่ หรือ น้ำหนักของวัตถุท่ีหายไปในของเหลว ซึ่งมีค่าเท่ากับ ผลต่างของน้ำหนัก
ของวัตถุท่ีชั่งในอากาศกับน้ำหนักของวัตถุที่ช่ังในของเหลว จึงได้ความสัมพันธ์ตาม
สมการดงั นี้

แรงพยงุ ของของเหลว = นำ้ หนกั ของวัตถุทช่ี ั่งในอากาศ – นำ้ หนักของวัตถทุ ช่ี ั่งในของเหลว
ทม่ี า : สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (2557)

43

จากใบความรู้ในกิจกรรมที่ 4.1 เราพิจารณาการจมการลอยของวตั ถุในของเหลว
ได้ 3 กรณี และเราสามารถคำนวณหาความหนาแน่นของวัตถุและความหนาแน่นของ
ของเหลวไดจ้ ากสมการ ดังน้ี

ความหนาแน่น (Density) คือ อัตราส่วนระหวา่ งมวลตอ่ ปริมาตรของสาร ดังสมการ

D = m หรอื ρ= m
V V

เมื่อ D , ρ = ความหนาแนน่ ของสาร หนว่ ยเป็นกรมั ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm3)

หรือกิโลกรัมตอ่ ลกู บาศกเ์ มตร (kg/m3)

m = มวล หน่วยเป็นกรมั (g) หรือกโิ ลกรมั (kg)

V = ปรมิ าตร หน่วยเป็นลกู บาศก์เซนติเมตร (cm3) หรอื ลกู บาศกเ์ มตร (m3)

ทีม่ า : นภาภรณ์ ธัญญา (2553)

สาระน่ารู้ !
น้ำมคี วามหนาแน่นเทา่ กับ 1 กรมั ต่อลกู บาศก์เซนติเมตร หรือ 1,000 กิโลกรมั ตอ่

ลกู บาศก์เมตร

การคำนวณแรงพยงุ ในของเหลว
กรณวี ตั ถุจมในของเหลวบางสว่ น
แรงพยงุ = นำ้ หนักของของเหลวทถ่ี ูกแทนที่ หรือของเหลวท่ลี ้นออกมา
= นำ้ หนกั ของของเหลวทีม่ ปี รมิ าตรเทา่ กบั วตั ถุส่วนท่จี ม

กรณวี ตั ถุจมในของเหลวทงั้ กอ้ น
แรงพยงุ = นำ้ หนักวตั ถทุ ีช่ ัง่ ในอากาศ – นำ้ หนกั วัตถทุ ชี่ ัง่ ในของเหลว
ที่มา : สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2557)

44

ตวั อย่างการคำนวณ เร่อื ง แรงพยงุ ของของเหลว

ตวั อย่างที่ 1 นำไม้ท่อนหนึ่งไปช่ังด้วยเครื่องชั่งสปริงพบว่า อ่านค่าน้ำหนักได้ 10 N

และนำไปชัง่ ในน้ำ อ่านค่าน้ำหนักได้ 8 N แรงพยงุ ทน่ี ้ำกระทำตอ่ ไม้ท่อนนี้

มคี ่าเท่าใด

วิธีคิด

จากสมการ แรงพยงุ ของน้ำ = น้ำหนักวัตถุท่ชี ง่ั ในอากาศ – น้ำหนกั วัตถุทชี่ ั่งในนำ้

แทนค่า FB = 10 N – 8 N

FB = 2 N

ดังนั้น แรงพยุงทีน่ ้ำกระทำต่อไม้มีคา่ เท่ากบั 2 นิวตัน

ตวั อย่างที่ 2 แตงโมผลหนึ่งมีน้ำหนัก 5 N เมื่อช่ังในอากาศ ถ้านำแตงโมไปช่ังในน้ำ

เคร่ืองชั่งอ่านค่าได้ 4.5 N จงหาปริมาตรของแตงโมส่วนท่ีจมในน้ำ

ถา้ กำหนดให้นำ้ มีความหนาแน่น 1.0 x 103 kg/m3 และความเรง่ เน่ืองจาก

แรงโน้มถ่วงของโลกเทา่ กับ 10 m/s2

วิธีคดิ

จากสมการ แรงพยงุ ของนำ้ = นำ้ หนกั วตั ถทุ ่ชี งั่ ในอากาศ – น้ำหนักวัตถุทช่ี ั่งในนำ้

แทนค่า . FB = 5 N – 4.5 N

. FB = 0.5 N

จากสมการ FB = ρVg

V= FB
ρg
0.5 N
แทนค่า V = 103 kg/m3 × 10 m/s2

V = 0.00005 m3

V = 5×10-5 m3

ดังนัน้ ปรมิ าตรของแตงโมสว่ นท่จี มในนำ้ มีค่าเทา่ กับ 0.00005 หรือ 5×10-5ลูกบาศกเ์ มตร

45

ตวั อยา่ งที่ 3 ยางลบกอ้ นหนง่ึ มมี วล 25 g มปี ริมาตร 5 cm3ยางลบกอ้ นนจี้ ะมีความหนาแนน่

เทา่ ใด

วิธีคดิ จากสมการ ρ= m
V
25 g
.ρ = 5 cm3

ρ = 5 g/cm3

ดังน้นั ความหนาแน่นของยางลบมคี ่าเทา่ กบั 5 กรัมต่อลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร

สรุปสมการที่ใชค้ ำนวณหาแรงพยงุ ของของเหลว

โดยหลกั จะมี 3 สมการ ดงั น้ี

1. FB = น.น.วัตถุที่ชงั่ ในอากาศ – น.น.วตั ถุท่ีชง่ั ในของเหลว

2. FB = ρmVg
3. = V
ρ

ทำโจทยบ์ ่อยๆ ทำให้จำสมการไดแ้ ม่นยำขึ้น

สูๆ้ นะครับ!

46

แบบบนั ทกึ ผลกจิ กรรมท่ี 4.3
การคำนวณ เรอื่ ง แรงพยุงของของเหลว

กลุ่มท่ี ชั้น เลขท่ี
เลขที่
รายชือ่ สมาชกิ กลุม่
1. ชอ่ื
2. ชื่อ

คำช้ีแจง

หลังจากนักเรยี นศึกษาตัวอย่างการคำนวณ เรือ่ ง แรงพยุงของของเหลวเรียบรอ้ ย
แลว้ ให้นักเรียนจับค่กู ันทำโจทย์ใน “แบบบนั ทกึ ผลกิจกรรมท่ี 4.3” โดยแสดงวิธคี ดิ ลงใน
ชอ่ งว่างทกี่ ำหนดไว้ (คะแนนเต็ม 6 คะแนน ขอ้ ละ 2 คะแนน)

มาตะลยุ โจทย์หน้าถัดไปกันเถอะ

47

โจทยค์ ำนวณข้อที่ 1
นำเหล็กมาแท่งหนึ่งช่ังในอากาศมีน้ำหนัก 15 N แต่เม่ือนำไปชั่งในน้ำมีน้ำหนัก 12.5 N
แรงพยงุ ของน้ำท่ีกระทำตอ่ เหลก็ แทง่ นม้ี คี ่าเท่าใด โดยกำหนดให้ g = 10 m/s2 (2 คะแนน)

วธิ คี ิด แรงพยงุ ของนำ้ = นำ้ หนกั วตั ถทุ ชี่ ัง่ ในอากาศ – นำ้ หนกั วตั ถุทีช่ ง่ั ในนำ้

แทนคา่ FB =

FB =

ดังน้นั แรงพยุงของน้ำมีคา่ เทา่ กับ

โจทย์คำนวณขอ้ ท่ี 2

แคนตาลูปผลหนึ่งเมื่อชั่งในอากาศมีน้ำหนัก 12 N แต่เมื่อนำไปชั่งในน้ำ พบว่ามี
น้ำหนัก 10 N จงหาปรมิ าตรของแคนตาลูปส่วนที่จมในน้ำ ถ้ากำหนดให้นำ้ มคี วามหนาแน่น
1.0 x 103 kg/m3 และความเร่งเน่ืองจากแรงโน้มถว่ งของโลกเทา่ กับ 10 m/s2 (2 คะแนน)

วธิ ีคิด แรงพยงุ ของน้ำ = นำ้ หนกั วตั ถทุ ี่ช่ังในอากาศ – นำ้ หนักวตั ถุทช่ี ง่ั ในนำ้
จากสมการ
แทนค่า FB =

จากสมการ FB =

แทนคา่ FB = ρVg
FB
V = ρg

V=

V=

ดงั นั้น ปรมิ าตรของแคนตาลปู สว่ นทจ่ี มในนำ้ มีค่าเทา่ กบั

โจทยค์ ำนวณข้อท่ี 3

มะม่วงผลหนึง่ มมี วล 250 g มปี รมิ าตร 150 cm3มะม่วงผลนี้ มคี วามหนาแน่นเท่าใด (2 คะแนน)

วธิ ีคิด จากสมการ ρ = m
ρ = V
.

ρ=

ดงั นั้น ความหนาแน่นของมะมว่ งผลน้ีมีค่าเท่ากบั