48
1) ถ้าแรงดนั สม่าเสมอกระทาตอ่ พื้นทีผ่ ิวท่ขี องเหลวสมั ผัส แรงดนั มคี วามสัมพันธก์ บั
ขนาดพืน้ ทอี่ ยา่ งไร
2) ความดันของเหลวขนึ้ อยกู่ ับอะไร
(ครเู ปิดโอกาสให้นักเรยี นแสดงความคิดเหน็ อย่างอสิ ระ ไม่คาดหวงั คาตอบท่ีถูกตอ้ ง)
ขน้ั ท่ี 2 ข้ันสารวจและคน้ หา
2.1 นกั เรียนแบ่งกลุ่มๆ ละ 5-6 คน โดยคละเพศ คละความสามารถ
2.2 นกั เรยี นแตล่ ะกลุ่มศึกษาใบกิจกรรม เร่ือง ความดันในของเหลว
2.3 ครูแจง้ จุดประสงค์การเรียนรู้ อปุ กรณ์ และขน้ั ตอนการทากิจกรรมอย่างละเอียด
2.4 นักเรยี นตดิ ตั้งอุปกรณ์การทากิจกรรม
2.5 นกั เรียนแต่ละกลุม่ ทากจิ กรรม สงั เกตและบันทึกผลการทากจิ กรรม ลงในใบกิจกรรมท่คี รูแจกให้
ขัน้ ที่ 3 ขน้ั อธบิ ายและลงขอ้ สรุป
3.1 นักเรยี นแตล่ ะกลุ่มสง่ ตวั แทนออกมานาเสนอผลการทากจิ กรรมหนา้ ช้ันเรยี น
3.2 ครนู านกั เรยี นอภิปรายเพอ่ื นาไปสู่การสรปุ โดยใชค้ าถามตอ่ ไปน้ี
1) นักเรยี นแตล่ ะกลุ่มได้ผลการสืบคน้ และผลการทดลองเหมอื นกนั หรือตา่ งกนั อย่างไร
เพราะเหตุใด
2) กราฟทีไ่ ด้จากตอนที่ 1 ความดนั และความลึก ℎ มคี วามสัมพนั ธ์กนั หรือไม่
อย่างไร (แนวการตอบ กราฟความสมั พันธ์ระหว่างความดัน และความลกึ ℎ เป็นเส้นตรงแสดงวา่
ความดนั และความลึก ℎ มคี วามสมั พนั ธ์กนั โดยแปรผนั ตามกนั )
3) กราฟท่ีไดจ้ ากตอนท่ี 2 ความดนั และความความหนาแน่น มคี วามสัมพนั ธ์กัน
หรอื ไม่อย่างไร (แนวการตอบ กราฟความสัมพันธ์ระหวา่ งความดัน และความหนาแน่น เป็นเส้นตรง
แสดงวา่ ความดนั และความหนาแน่น มีความสมั พันธก์ ัน โดยแปรผันตามกัน)
3.3 ครูและนกั เรยี นร่วมกนั อภปิ รายจนได้ข้อสรปุ เร่ือง ความดันในของเหลว ดังนี้
ของเหลวที่มีความหนาแน่นคงตัว เมอ่ื วดั คา่ ความดนั ทร่ี ะดับความลึกตา่ ง ๆ กราฟความ
ดนั กับ ความลกึ เปน็ เสน้ ตรงแสดงว่าความความดันของของเหลวกบั ความลกึ แปรผนั ตรงตามกัน สว่ นของ
เหลวท่คี วามหนาแน่นตา่ งกนั ทร่ี ะดบั ความลึกเดยี วกนั กราฟความดนั ของของเหลวกับความหนา แนน่ เปน็
เสน้ ตรง แสดงว่าความดันของของเหลวกับความหนาแน่นแปรผนั ตรงตามกัน
ความดันท่ตี าแหน่งใด ๆ ในของเหลวมี ความสัมพนั ธก์ ับความลึกจากผิวของเหลวและ
ความหนาแน่นของของเหลวนั้น โดยความดันของเหลว แปรผนั ตรงกบั ความลกึ และความหนาแนน่ ของ
ของเหลว
ขน้ั ท่ี 4 ขน้ั ขยายความรู้
4.1 ครูให้ความรเู้ พิ่มเติมเก่ยี วกบั สมการหาความดนั และหน่วยของตวั แปรทีเ่ ก่ียวข้อง
ตามรายละเอยี ดในหนังสือเรียน 217
49
4.2 ครใู หค้ วามรเู้ พิม่ เติมเกีย่ วกบั ความดันในของไหลขนึ้ กับความลกึ ตามรายละเอียดในหนังสือ
เรียน 217
ข้ันท่ี 5 ข้นั ประเมนิ ผล
5.1 ครตู รวจใบกจิ กรรม เร่อื ง ความดันในของเหลว
6. สอื่ การเรียนรู้/แหลง่ เรียนรู้
6.1 หนงั สอื เรียนรายวชิ าเพ่ิมเตมิ วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ กิ ส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เลม่ 5
(ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560)
6.2 ใบกจิ กรรม เร่ือง ความดันในของเหลว
6.3 อินเทอรเ์ น็ต
6.4 ห้องสมุด
7. การวัดและประเมนิ ผล
จุดประสงค์การเรยี นรู้ วธิ กี ารวัด เครือ่ งมือ เกณฑ์การประเมนิ
ด้านความรู้ (K)
1) นกั เรียนอธบิ ายความดนั ในของไหล 1) ตรวจใบกจิ กรรม 1) แบบประเมินการ 1) นกั เรียนสรุปผล
ทากจิ กรรม การทากจิ กรรมได้
ความสมั พันธร์ ะหว่างความดันในของเหลว เร่อื ง ความดันใน 2) ใบกจิ กรรม เรื่อง ระดับดี ผ่านเกณฑ์
ความดันในของเหลว
กับความหนาแน่นของของเหลว ความลกึ ของเหลว
ของของเหลว และความเรง่ โน้มถว่ งของโลก
ได้
ด้านกระบวนการ (P)
1) นักเรียนทากจิ กรรมความดันในของเหลว 1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นสามารถ
ทากิจกรรม บันทึกผลการทา
ได้ เรื่อง ความดันใน 2) ใบกจิ กรรม เรื่อง กิจกรรมไดร้ ะดับดี
ความดนั ในของเหลว ผา่ นเกณฑ์
ของเหลว
ด้านคณุ ลกั ษณะ (A) 1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรียนทาภาระ
1) ใฝเ่ รยี นรแู้ ละมงุ่ มั่นในการทางาน เรอ่ื ง ความดนั ใน ทากิจกรรม งานทไ่ี ดร้ บั มอบหมาย
ของเหลว 2) ใบกิจกรรม เรื่อง ไดร้ ะดับดี ผา่ นเกณฑ์
ความดนั ในของเหลว
50
ใบกิจกรรม เรอ่ื ง ความดันในของเหลว
1. รายช่อื สมาชิกท่ี …………………………………………………….. ชั้น …………………………………
ชอ่ื ……………………………………………………………………………....................................เลขที่...................
ชื่อ……………………………………………………………………………....................................เลขท.่ี ..................
ชอ่ื ……………………………………………………………………………....................................เลขที.่ ..................
ชอ่ื ……………………………………………………………………………....................................เลขท.่ี ..................
ช่ือ……………………………………………………………………………....................................เลขท่ี...................
ชอ่ื ……………………………………………………………………………....................................เลขท่.ี ..................
2. จุดประสงค์ของกิจกรรม
1) อธิบายความสมั พนั ธ์ระหว่างความดันและความลกึ ในของเหลว เม่อื ความหนาแน่นของของเหลวมคี า่ คงตัว
2) อธบิ ายความสัมพนั ธ์ระหว่างความดันระหวา่ งความดันและความหนาแน่นของของเหลวเมอ่ื ความลึกมี
ค่าคงตวั
3. วสั ดุ-อุปกรณ์
1) แมนอมิเตอร์ 1 เครอ่ื ง
2) กระบอกตวง 3 อัน
3) ของเหลวทมี่ ีค่าความหนาแนน่ ต่างกนั ไดแ้ ก่ น้า น้าเกลือ กลีเซอรอล 1 แก้ว
4) ไมบ้ รรทดั 1 อัน
4. วธิ ีทากจิ กรรม
ตอนท่ี 1
1) เตมิ น้าลงในหลอดแก้วรูปตวั ยูของแมนอมิเตอรใ์ ห้พอดกี ับสเกลศูนย์แลว้ ตอ่ สายยางกับหลอดแกว้ วดั ความดนั
ดงั รูป
51
2) เติมนา้ ลงในกระบอกตวงให้มีระดับเท่ากบั สเกลสูงสดุ ของกระบอกตวง และกาหนดให้ตาแหนง่ ผิวนา้ เป็น
ความลกึ ℎ = 0
3) จุ่มหลอดแกว้ วัดความดนั ของแมนอมิตอรล์ งในกระบอกตวงทมี่ ีนา้ โดยใหผ้ ิวของเหลวในหลอดแก้ววัดความตนั
อยูล่ ึกจากผวิ น้าในกระบอกตวงเป็นระยะ ℎ ต่าง ๆ (บันทึกความลกึ ℎ และความดนั ทีอ่ ่านไดจ้ ากแมนอ
มิเตอร)์
4) เขยี นกราฟระหวา่ งความดัน และความลกึ ℎ ในของเหลว โดยให้แกนต้ังเป็น และแกนนอนเป็น ℎ
ตอนที่ 2
1) วดั ความดันเม่ือของเหลวในกระบอกตวงเปน็ นา้ นา้ เกลือ และกลีเซอรอลทรี่ ะดบั ความลกึ ℎ เทา่ กนั บนั ทึก
ความดันท่ีอา่ นไดจ้ ากของเหลวแตล่ ะชนิด
2) เขียนกราฟระหว่างความดัน และความหนาแน่น ในของเหลว โดยให้แกนตัง้ เป็น และแกนนอนเปน็
5. ผลการทากิจกรรม
ตอนที่ 1 ตารางบนั ทึกผลการทากจิ กรรม
ตารางแสดงความสมั พันธร์ ะหว่างความดนั เกจและความลึกของนา้
ความลกึ (m)
ความดันเกจ (N/m2)
กราฟระหวา่ งความดนั เกจ และความลึกของน้า ℎ
52
ตอนที่ 2 ตารางบันทกึ ผลการทากจิ กรรม
ของเหลว ความหนาแน่น (kg/m3) ความดันเกจ (N/m2)
น้า
นา้ เกลือ
กลีเซอรอล
กราฟระหว่างความดนั เกจ และความหนาแน่นของของเหลว
6. คาถามทา้ ยกจิ กรรม
1) กราฟทีไ่ ด้จากตอนท่ี 1 ความดัน และความลึก ℎ มคี วามสัมพนั ธก์ นั หรอื ไมอ่ ยา่ งไร
ตอบ กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความดัน และความลึก ℎ เป็นเส้นตรงแสดงว่าความดัน และความลึก ℎ
มีความสมั พนั ธ์กนั โดยแปรผนั ตามกัน อ
2) กราฟทไ่ี ดจ้ ากตอนที่ 2 ความดัน และความความหนาแนน่ มีความสัมพนั ธ์กนั หรอื ไม่อย่างไร
53
ตอบ กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความดนั และความหนาแน่น เป็นเส้นตรง แสดงว่า ความดนั และความ
หนาแนน่ มีความสัมพนั ธ์กัน โดยแปรผันตามกัน v
7. สรปุ ผลการทากิจกรรม
จากการทากิจกรรม พบว่า ของเหลวท่ีมีความหนาแน่นคงตัว เม่ือวัดค่าความดันที่ระดับความลึกต่าง ๆ กราฟ
ความดันกับความลึกเป็นเส้นตรง แสดงว่าความความดันของของเหลวกับความลึกแปรผันตรงตามกัน ส่วนของเหลวที่
ความหนาแน่นต่างกันท่ีระดับความลึกเดียวกัน กราฟความดันของของเหลวกับความหนา แน่นเป็นเส้นตรง แสดงว่า
ความดันของของเหลวกบั ความหนาแนน่ แปรผนั ตรงตามกนั สมบตั ิในการต้านการไหลของของเหลวหรอื ตา้ นการเคลื่อนท่ี
จากการทากิจกรรม พบว่า ของเหลวท่ีมีความหนาแน่นคงตัว เมื่อวัดค่าความดันที่ระดับความลึกต่าง ๆ กราฟ
ความดันกับความลึกเป็นเส้นตรง แสดงว่าความความดันของของเหลวกับความลึกแปรผันตรงตามกัน ส่วนของเหลวท่ี
ความหนาแน่นต่างกันที่ระดับความลึกเดียวกัน กราฟความดันของของเหลวกับความหนา แน่นเป็นเส้นตรง แสดงว่า
ความดันของของเหลวกบั ความหนาแน่นแปรผนั ตรงตามกัน สมบตั ิในการต้านการไหลของของเหลวหรอื ต้านการเคลื่อนที่
54
55
แผนการจัดการเรียนรู้ ท่ี 34
รายวิชาวิทยาศาสตร์เพม่ิ เติม(ฟสิ กิ ส์) ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 6
หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 17 ของแข็งและของไหล เวลา 26 ชั่วโมง
เรือ่ ง ความดันเกจ ความดันสมบรู ณ์ และความดันบรรยากาศ เวลา 2 ชว่ั โมง
ภาคเรียนท่ี 1
ครผู ู้สอน นายปัญญา ฮวดไชย
1. สาระสาคัญ
ของไหลมีแรงกระทาทกุ ทิศทุกทางและต้ังฉากกับพน้ื ทท่ี ี่ของไหลสมั ผสั แรงกระทาต้ังฉากต่อหนึ่งหน่วย
พื้นที่ท่ีของไหลสัมผัส เรียกว่า ความดัน (pressure) ความดันในของเหลวขึ้นอยู่กับความลึกและ ความหนาแน่น
ของเหลวตามสมการ = ℎ เรียกว่า ความดันเกจ (gauge pressure) และผลรวมของความดนั เกจกับ
ความดันบรรยากาศ (Atmosphere pressure) เรียกว่าความดันสัมบูรณ์ (Absolute pressure) ตาม
สมการ = 0 + ℎ ในของเหลวชนิดเดยี วกนั ทรี่ ะดบั ความลกึ เดยี วกนั มีความดันเท่ากัน
บารอมิเตอร์(Barometer) เป็นเคร่ืองวัดความดันบรรยากาศ แมนอมิเตอร์ (Manometer) เป็น
เครอ่ื งวัดความดันเกจ
เมื่อเพิ่มความดันให้ของเหลวที่อยู่นิ่งในภาชนะปิด ความดันท่ีเพิ่มข้ึนจะส่งผ่านไปทุกๆจุดในของเหลวนั้น
หลกั การนเ้ี รียกว่า กฎพาสคลั (Pascal’s law) และนาไปประยกุ ต์ใช้ในเครอ่ื งอดั ไฮดรอลกิ
2. ผลการเรยี นรู้
12. อธิบายและคานวณความดันเกจ ความดันสมบูรณ์ และความดันบรรยากาศ รวมทั้งอธิบายหลักการ
ทางานของแมนอมิเตอร์ บารอมิเตอร์ และเคร่อื งอดั ไฮดรอลิก
3. สาระการเรียนรู้
3.1 ความรู้
รปู 17.13 แสดงแรงกระทากับส่วนของของเหลวที่มีความสูง ℎ และพื้นทห่ี น้าตัด
โดยใหท้ ผี่ วิ ของเหลวมีความดนั เทา่ กับความดันอากาศ 0 และสว่ นท่ีลกึ จากผิว ℎ มคี วามดัน
ในของเหลว พจิ ารณาในแนวด่งิ พบว่าส่วนของของเหลวนี้ ถกู แรงภายนอก 3 แรงกระทา ไดแ้ ก่ แรงจาก
ความดนั ของอากาศดา้ นบน ( 0 ) นา้ หนกั ส่วนของของเหลวนี้ ( g) และแรงจากความดนั ของของเหลว
ดา้ นลา่ ง ( )
56
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสื่อสาร (อ่าน ฟงั พูด เขียน)
2) ความสามารถในการคดิ (สงั เกต วเิ คราะห์ จดั กลุ่ม สรุป)
4. จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
จุดประสงคการเรยี นรู้ รายละเอียด
ด้านความรู้ 1. นกั เรียนอธิบายความสมั พนั ธ์ระหวา่ งความดันเกจ ความดันสมบรู ณ์
(K: Knowledge) และความดันบรรยากาศได้
ดา้ นทกั ษะกระบวนการ
(P: Process) 2. นักเรยี นคานวณหาความดนั ต่าง ๆ ได้
ดา้ นคุณลกั ษณะที่พึง
ประสงค์ (A: Attitude) 3. ใฝ่เรยี นรแู้ ละมุง่ มนั่ ในการทางาน
5. กจิ กรรมการเรยี นรู้
ข้ันท่ี 1 ข้ันสรา้ งความสนใจ
1.1 ครทู บทวนบทเรยี นทีผ่ า่ นมา เรื่อง ความดนั ในของเหลว
1.2 ครนู าเข้าสกู่ จิ กรรม โดยต้ังคาถามดังน้ี
1) นกั เรียนร้จู กั ความดันสมบูรณ์ ความดนั เกจ และความดันบรรยากาศหรือไม่
2) ความดนั สมบรู ณ์ ความดนั เกจ และความดันบรรยากาศ เขยี นแทนด้วยสัญลักษณใ์ ด
3) หากต้องการหาคา่ ความดันสมบูรณ์ ความดันเกจ และความดันบรรยากาศ สามารถหา
ไดจ้ ากสมการใดบ้าง
(ครูเปดิ โอกาสใหน้ กั เรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอสิ ระ ไม่คาดหวังคาตอบท่ถี ูกตอ้ ง)
ขนั้ ท่ี 2 ขัน้ สารวจและคน้ หา
2.1 นกั เรยี นทุกคนศึกษาเน้ือหา เร่ือง ความดนั สมบูรณ์ ความดันเกจ และความดนั บรรยากาศ
ตามรายละเอยี ดในหนังสือเรียน หน้า 220-221
2.2 นักเรยี นตอบคาถามตรวจสอบความเข้าใจจากการศึกษาเนื้อหา จานวน 5 ข้อ ลงในสมุด ดังนี้
1) ความดนั อากาศ 0 เรียกวา่
2) ความดันในของเหลว
3) ผลต่างของความดนั สัมบูรณ์กบั ความดันบรรยากาศ ( − 0)
4) สมการหาความดันเกจของของเหลว คือ
5) สมการความสมั พันธ์ระหว่างความดนั เกจ ความดันสมบูรณ์ และความดันบรรยากาศ คอื
2.3 ครนู านักเรียนศึกษาโจทย์ตวั อย่าง 17.4 และ 17.5 ในหนงั สอื เรยี น อย่างละเอยี ด
2.4 นกั เรียนทาแบบฝึกหดั 17.3 ขอ้ 1 ลงในสมดุ
57
ขนั้ ที่ 3 ขั้นอธบิ ายและลงขอ้ สรปุ
3.1 ครทู าการสมุ่ นกั เรียน จานวน 3 คน ออกมาเฉลยแบบฝกึ หัดเสริมหนา้ ชั้นเรยี น
3.2 ครนู านกั เรียนอภิปรายเพ่ือนาไปสูก่ ารสรุปโดยใชค้ าถามตอ่ ไปน้ี
1) ความดันอากาศ 0 เรียกว่า (แนวการตอบ ความดนั บรรยากาศ (Atmosphere
pressure))
2) ความดนั ในของเหลว (แนวการตอบ ความดนั สมั บรู ณ์ (Absolute pressure))
3) ผลต่างของความดันสัมบูรณ์กับความดนั บรรยากาศ ( − 0) (แนวการตอบ ความ
ดนั เกจ (Gauge pressure : g))
4) สมการหาความดันเกจของของเหลว คอื (แนวการตอบ g = ℎ)
5) สมการความสมั พนั ธร์ ะหว่างความดนั เกจ ความดนั สมบูรณ์ และความดันบรรยากาศ
คอื (แนวการตอบ = 0 + g))
3.3 ครูและนักเรยี นรว่ มกนั อภปิ รายจนไดข้ อ้ สรปุ เรื่อง ความสัมพันธร์ ะหวา่ งความดนั เกจ ความ
ดนั สมบูรณ์ และความดันบรรยากาศ ดงั นี้
สมการ = 0 + ℎ เป็นค่าคงตัว ดงั นั้นจึงสรุปไดว้ ่า ในของเหลวชนิดเดียวกัน
ที่ระดับความลึกเดียวกันหรือเท่ากัน จะมีความดันสัมบูรณ์เท่ากัน และมีความดันเกจเท่ากัน โดยไม่ขึ้นกับ
รูปทรงของของเหลวในภาชนะทบ่ี รรจุ
ขนั้ ที่ 4 ข้นั ขยายความรู้
4.1 ครใู หค้ วามรู้เพิ่มเติมเก่ียวกับชวนคดิ ใหห้ นงั สือเรยี น หน้า 221
4.2 ครใู หค้ วามรเู้ พ่ิมเติมเกย่ี วกบั ดังนี้
โดยปกติร่างกายจะสร้างความดันภายในให้เท่ากับความดันบรรยากาศรอบ ๆ ทาให้เรา
มักจะไม่รู้สึกกับผลจากความดันของบรรยากาศ เนื่องจากเราคุ้นเคยกับแรงจากความดันน้ี ซึ่งกระทาต่อ
ร่างกายทุกทิศทางมาต้ังแต่เกิด แต่เม่ือมีการเปล่ียนแปลงความดันรอบตัวเรา เช่น ขณะนั่งรถขึ้นหรือลง
ภูเขาร่างกาย
ข้ันท่ี 5 ข้นั ประเมินผล
5.1 ครตู รวจสมุดนกั เรยี นในการตอบคาถามตรวจสอบความเข้าใจจากการศกึ ษาเน้ือหา
จานวน 5 ข้อ
5.2 ครตู รวจสมุดนักเรียนในการทาแบบฝกึ หดั เสริม แบบฝึกหดั 17.3
6. ส่ือการเรียนร้/ู แหล่งเรยี นรู้
6.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพ่มิ เตมิ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส)์ ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 6 เล่ม 5
(ฉบบั ปรบั ปรุง พ.ศ.2560)
6.2 ใบความรู้ เรือ่ ง ความดันเกจ ความดันสมบรู ณ์ และความดนั บรรยากาศ
6.3 อินเทอร์เน็ต
6.4 หอ้ งสมุด
58
7. การวดั และประเมนิ ผล
จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ วธิ กี ารวดั เครอ่ื งมือ เกณฑ์การประเมนิ
ดา้ นความรู้ (K) 1) แบบประเมินการ 1) นักเรียนสามารถ
ทากิจกรรม ตอบคาถามได้
1) นกั เรียนอธิบายความสมั พันธ์ระหว่าง 1) ตรวจสมุดนักเรียน 2) คาถามตรวจสอบ ระดับดี ผ่านเกณฑ์
ความเขา้ ใจจาก
ความดนั เกจ ความดนั สมบรู ณ์ และความดนั ในการตอบคาถาม การศึกษาเนื้อหา 1) นกั เรียนสามารถ
จานวน 5 ขอ้ ทาแบบฝึกหดั ได้
บรรยากาศได้ ตรวจสอบความเข้าใจ ระดบั ดี ผ่านเกณฑ์
1) แบบประเมนิ การ
จากการศึกษาเนอ้ื หา ทากิจกรรม 1) นักเรียนทาภาระ
2) แบบฝึกหัด 17.3 งานที่ไดร้ ับมอบหมาย
จานวน 5 ขอ้ ไดร้ ะดับดี ผ่านเกณฑ์
1) แบบประเมินการ
ดา้ นกระบวนการ (P) 1) ตรวจสมุดในการทา ทากิจกรรม
1) นักเรียนคานวณหาความดันต่าง ๆ ได้ แบบฝกึ หดั 17.3 2) คาถามตรวจสอบ
ความเขา้ ใจจาก
ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A) 1) ตรวจสมดุ นกั เรยี น การศกึ ษาเน้ือหา
1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมนั่ ในการทางาน ในการตอบคาถาม จานวน 5 ข้อ
ตรวจสอบความเข้าใจ 3) แบบฝกึ หดั 17.3
จากการศึกษาเนือ้ หา
จานวน 5 ข้อ
2) ตรวจสมุดในการทา
แบบฝกึ หัด 17.3
59
60
แผนการจัดการเรียนรู้ ที่ 35 ช้ันมธั ยมศึกษาปที ี่ 6
เวลา 26 ชัว่ โมง
รายวิชาวทิ ยาศาสตร์เพ่ิมเติม(ฟิสกิ ส)์ เวลา 2 ชวั่ โมง
หน่วยการเรยี นรทู้ ี่ 17 ของแข็งและของไหล
เรอื่ ง อุปกรณ์ท่ีใชว้ ัดความดัน ครผู ู้สอน นายปญั ญา ฮวดไชย
ภาคเรียนท่ี 1
1. สาระสาคญั
ของไหลมแี รงกระทาทกุ ทิศทกุ ทางและต้ังฉากกบั พ้ืนท่ีที่ของไหลสมั ผสั แรงกระทาต้ังฉากต่อหน่ึงหน่วย
พื้นท่ีที่ของไหลสัมผัส เรียกว่า ความดัน (pressure) ความดันในของเหลวข้ึนอยู่กับความลึกและ ความหนาแน่น
ของเหลวตามสมการ = ℎ เรียกว่า ความดันเกจ (gauge pressure) และผลรวมของความดันเกจกับ
ความดันบรรยากาศ (Atmosphere pressure) เรียกว่าความดันสัมบูรณ์ (Absolute pressure) ตาม
สมการ = 0 + ℎ ในของเหลวชนดิ เดยี วกัน ทรี่ ะดับความลึกเดยี วกนั มีความดันเทา่ กัน
บารอมิเตอร์(Barometer) เป็นเคร่ืองวัดความดันบรรยากาศ แมนอมิเตอร์ (Manometer) เป็น
เครื่องวัดความดนั เกจ
เมือ่ เพิม่ ความดันให้ของเหลวท่อี ย่นู ิ่งในภาชนะปิด ความดนั ทเ่ี พ่มิ ข้ึนจะสง่ ผ่านไปทุก ๆ จุดในของเหลวน้ัน
หลักการนเ้ี รยี กว่า กฎพาสคลั (Pascal’s law) และนาไปประยุกต์ใช้ในเครื่องอดั ไฮดรอลกิ
2. ผลการเรยี นรู้
12. อธิบายและคานวณความดันเกจ ความดันสมบูรณ์ และความดันบรรยากาศ รวมท้ังอธิบายหลักการ
ทางานของแมนอมิเตอร์ บารอมิเตอร์ และเครอ่ื งอดั ไฮดรอลิก
3. สาระการเรียนรู้
3.1 ความรู้
อุปกรณ์ทใี่ ชว้ ดั ความดัน
เครื่องวัดความดันมีหลายรูปแบบข้ึนอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่น เครื่องวัดความดัน
บรรยากาศ เรียกว่า บารอมิเตอร์ (Barometer) และเครื่องวัดความดันเกจอย่างง่าย เรียกว่า แมนอ
มเิ ตอร์ (Manometer) ซ่ึงมหี ลกั การทางานดงั ต่อไปน้ี
บารอมเิ ตอร์
บารอมิเตอร์ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกโดย เอวันเจลิสตา ตอร์รีเชลลี (Evangelista Torricelli)
นักฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ชาวอิตาลีในปี ค.ศ. 1644 ประกอบด้วยหลอดแก้วยาวขนาดเล็กปลายด้านหนึ่ง
ปิดสนิท บรรจุปรอทเต็มแลว้ นาไปคว่าในอา่ งปรอท โดยไมใ่ ห้อากาศเข้าไปภายในหลอดได้ มลี ักษณะ ดังรูป
ท่ี 17.14
61
รปู 17.14 บารอมเิ ตอรแ์ บบปรอท
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสอื่ สาร (อา่ น ฟงั พูด เขียน)
2) ความสามารถในการคิด (สังเกต วิเคราะห์ จดั กล่มุ สรุป)
3) ความสามารถในการแก้ปญั หา (แสวงหาความรู้)
4. จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ รายละเอียด
จุดประสงคการเรียนรู้
ดา้ นความรู้ 1. นักเรียนอธิบายหลักการทางานของแมนอมเิ ตอร์ และบารอมิเตอร์ได้
(K: Knowledge)
ด้านทักษะกระบวนการ 2. นักเรียนสามารถจัดกระทาและสื่อความหมายของข้อมูลท่ีศึกษา
(P: Process) คน้ ควา้ ได้
ดา้ นคณุ ลกั ษณะท่ีพึง
ประสงค์ (A: Attitude) 3. ใฝเ่ รยี นร้แู ละมุ่งมนั่ ในการทางาน
5. กิจกรรมการเรียนรู้
ขัน้ ที่ 1 ข้ันสรา้ งความสนใจ
1.1 ครทู บทวนบทเรียนท่ีผ่านมา เรือ่ ง ความดนั ในของเหลว ความดนั เกจ ความดันสมบูรณ์ และ
ความดนั บรรยากาศ
1.2 ครนู าเข้าสูก่ จิ กรรม โดยตั้งคาถามดงั นี้
1) หากต้องการวดั ค่าความดันบรรยากาศ และความดนั เกจ ต้องใช้เคร่ืองมือใด
(ครูเปิดโอกาสใหน้ กั เรียนแสดงความคดิ เหน็ อยา่ งอสิ ระ ไม่คาดหวงั คาตอบที่ถูกต้อง)
ขั้นที่ 2 ขั้นสารวจและค้นหา
2.1 นักเรียนทกุ คนศึกษาเนื้อหา เรอ่ื ง อุปกรณท์ ่ีใชว้ ัดความดนั ตามรายละเอียดในหนงั สือเรียน
หน้า 223-226
2.2 ครูให้นักเรยี นสรปุ องค์ความร้ทู ี่ไดจ้ ากการศกึ ษาค้นคว้าลงในกระดาษ A4 ในรูปแบบ
Mind mapping
2.3 ครูให้นกั เรียนตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจจากการศึกษาเน้ือหา จานวน 3 ข้อ
62
ลงในสมุด ดังน้ี
1) เครอ่ื งวดั ความดันบรรยากาศ เรียกวา่
2) เครือ่ งวัดความดนั เกจอย่างงา่ ย เรียกว่า
3) บารอมิเตอรป์ ระดษิ ฐ์ข้ึนครง้ั แรกโดยใคร
ข้นั ที่ 3 ขน้ั อธบิ ายและลงข้อสรุป
3.1 ครสู มุ่ นักเรยี น 2 คน ออกมานาเสนอผลงานของตนเองหนา้ ช้นั เรยี น
3.2 ครนู านกั เรยี นอภิปรายเพ่ือนาไปสูก่ ารสรุปโดยใชค้ าถามตอ่ ไปนี้
1) เครื่องวดั ความดนั บรรยากาศ เรียกว่า (แนวการตอบ บารอมิเตอร์ (Barometer))
2) เครื่องวดั ความดันเกจอย่างง่าย เรยี กว่า (แนวการตอบ แมนอมเิ ตอร์ (Manometer))
3) บารอมิเตอรป์ ระดษิ ฐ์ขึน้ คร้งั แรกโดยใคร (แนวการตอบ เอวันเจลิสตา ตอร์รีเชลลี
(Evangelista Torricelli))
3.3 ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภิปรายจนได้ขอ้ สรุป เร่ือง อุปกรณท์ ่ีใชว้ ัดความดนั
ขัน้ ที่ 4 ขั้นขยายความรู้
4.1 ครใู หค้ วามรู้เพ่มิ เติมเกย่ี วกับความดันในหนว่ ย atm ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
หนา้ 225
4.2 ครใู ห้ความรู้เพิม่ เติมเกี่ยวกับชวนคิด ในหนังสอื เรยี น หน้า 225
ขั้นที่ 5 ขน้ั ประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจสมุดนกั เรยี นในการตอบคาถามตรวจสอบความเข้าใจจากการศกึ ษาเนอ้ื หา
จานวน 3 ข้อ
5.2 ครูตรวจ Mind mapping เร่อื ง อุปกรณ์ทใ่ี ชว้ ดั ความดัน
6. ส่อื การเรียนร้/ู แหล่งเรียนรู้
6.1 หนงั สอื เรยี นรายวชิ าเพมิ่ เตมิ วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ กิ ส)์ ชนั้ มัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5
(ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
6.2 อินเทอรเ์ นต็
6.3 หอ้ งสมดุ
63
7. การวัดและประเมินผล วธิ ีการวดั เครอ่ื งมอื เกณฑ์การประเมนิ
จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบประเมินการ 1) นกั เรยี นสามารถ
ด้านความรู้ (K) ในการตอบคาถาม ทากจิ กรรม ตอบคาถามได้
1) นักเรียนอธบิ ายหลักการทางานของ ตรวจสอบความเข้าใจ 2) คาถามตรวจสอบ ระดบั ดี ผ่านเกณฑ์
แมนอมิเตอร์ และบารอมิเตอร์ได้ จากการศึกษาเน้อื หา ความเขา้ ใจจาก
จานวน 3 ข้อ การศึกษาเนื้อหา
ดา้ นกระบวนการ (P) จานวน 3 ข้อ
1) นักเรยี นสามารถจดั กระทาและสื่อ
ความหมายของข้อมลู ทศ่ี ึกษาคน้ ควา้ ได้ 1) ตรวจ Mind 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นสามารถ
mapping เร่ือง ทากิจกรรม สรุปเน้ือหาที่ไดจ้ าก
ดา้ นคุณลักษณะ (A) อปุ กรณ์ทใ่ี ช้วัดความ การศึกษาคน้ คว้า
1) ใฝ่เรียนรูแ้ ละมุ่งม่ันในการทางาน ดนั ไดร้ ะดบั ดี ผ่านเกณฑ์
1) ตรวจสมุดนกั เรยี น 1) แบบประเมินการ 1) นักเรยี นทาภาระ
ในการตอบคาถาม ทากิจกรรม งานทไ่ี ดร้ บั มอบหมาย
ตรวจสอบความเข้าใจ 2) คาถามตรวจสอบ ไดร้ ะดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
จากการศึกษาเนอื้ หา ความเขา้ ใจจาก
จานวน 3 ขอ้ การศกึ ษาเนื้อหา
2) ตรวจ Mind จานวน 3 ข้อ
mapping เร่ือง
อุปกรณ์ที่ใช้วัดความ
ดนั
64
65
แผนการจดั การเรยี นร้ทู ี่ 36 ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 6
เวลา 26 ชวั่ โมง
รายวชิ าวิทยาศาสตร์เพ่มิ เติม(ฟิสกิ ส์) เวลา 2 ช่ัวโมง
หน่วยการเรยี นรูท้ ่ี 17 ของแข็งและของไหล
เรื่อง กฎของพาสคลั ครผู ้สู อน นายปญั ญา ฮวดไชย
ภาคเรยี นท่ี 1
1. สาระสาคญั
ของไหลมีแรงกระทาทกุ ทิศทกุ ทางและต้ังฉากกับพ้ืนท่ีท่ีของไหลสมั ผัส แรงกระทาตั้งฉากต่อหน่ึงหน่วย
พื้นท่ีท่ีของไหลสัมผัส เรียกว่า ความดัน (pressure) ความดันในของเหลวข้ึนอยู่กับความลึกและ ความหนาแน่น
ของเหลวตามสมการ = ℎ เรียกว่า ความดันเกจ (gauge pressure) และผลรวมของความดันเกจกับ
ความดันบรรยากาศ (Atmosphere pressure) เรียกว่าความดันสัมบูรณ์ (Absolute pressure) ตาม
สมการ = 0 + ℎ ในของเหลวชนิดเดยี วกนั ท่รี ะดบั ความลึกเดียวกันมีความดนั เท่ากัน
บารอมิเตอร์(Barometer) เป็นเครื่องวัดความดันบรรยากาศ แมนอมิเตอร์ (Manometer) เป็น
เครอื่ งวัดความดันเกจ
เมื่อเพิ่มความดันให้ของเหลวท่ีอยู่นิ่งในภาชนะปิด ความดันท่ีเพิ่มขึ้นจะส่งผ่านไปทุกๆจุดในของเหลวนั้น
หลักการนเ้ี รยี กวา่ กฎพาสคัล (Pascal’s law) และนาไปประยุกต์ใช้ในเครอ่ื งอัดไฮดรอลิก
2. ผลการเรยี นรู้
12. อธิบายและคานวณความดันเกจ ความดันสมบูรณ์ และความดันบรรยากาศ รวมทั้งอธิบายหลักการ
ทางานของแมนอมเิ ตอร์ บารอมเิ ตอร์ และเคร่ืองอัดไฮดรอลกิ
3. สาระการเรยี นรู้
3.1 ความรู้
กฎของพาสคัล
ความดันในของเหลวท่ีอยู่น่ิงในภาชนะเปิดเกิดจากน้าหนักของของเหลวและความดันบรรยากาศ
เหนือผิวของเหลว แต่ถ้ามแี รงภายนอกมากระทาต่อของเหลวท่ีอยนู่ ่ิงในภาชนะปิดความดันในของเหลวจะ
เปน็ อยา่ งไร ศกึ ษาไดต้ อ่ ไปน้ี
จากชุดศึกษากฎของพาสคัล ดังรูป 17.16 เร่ิมต้นลูกสูบเล็กและลกู สบู ใหญ่อยใู่ นสมดุลโดยมีระดับ
ของเหลวท้ังสองลูกสบู เท่ากัน เม่ือวางแห่งเหลก็ มวล 500 กรัม บนลูกสูบใหญ่ ทาให้ลกู สูบใหญ่เคล่ือนท่ีลง
ในขณะที่ลูกสูบเล็กเคลื่อนที่ขึ้น แต่ถ้าวางนอตมวล 20 กรัม ทีละตัวลงบนลูกสูบเล็กทาให้ลูกสูบเล็ก
เคลื่อนที่ลง ในขณะท่ีลูกสูบใหญ่เคล่ือนท่ีข้ึน จนกระทั่งทาให้ลูกสูบท้ังสองอยู่ในสมดุล และมีระดับ
ของเหลวเท่ากันเหมือนเดิมได้ พบว่าน้าหนักรวมของนอตบนลูกสูบเล็กมีค่าน้อยกว่าน้าหนักรวมของแท่ง
เหลก็ มาก
66
รูป 17.16 ชุดศกึ ษากฎของพาสคัล
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการส่อื สาร (อา่ น ฟัง พูด เขยี น)
2) ความสามารถในการคิด (สังเกต วิเคราะห์ จดั กล่มุ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4. จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ รายละเอียด
จุดประสงคการเรียนรู้
ด้านความรู้ 1. นักเรียนอธิบายหลักการทางานของเคร่ืองอดั ไฮดรอลกิ ได้
(K: Knowledge)
ดา้ นทกั ษะกระบวนการ 2. นักเรยี นคานวณหาปรมิ าณต่าง ๆ ทเี่ กยี่ วขอ้ งได้
(P: Process)
ดา้ นคุณลักษณะที่พึง 3. ใฝ่เรยี นรแู้ ละมงุ่ มนั่ ในการทางาน
ประสงค์ (A: Attitude)
5. กิจกรรมการเรียนรู้
ขั้นที่ 1 ขนั้ สร้างความสนใจ
1.1 ครูทบทวนบทเรยี นท่ผี า่ นมา เรอ่ื ง อุปกรณ์ทใ่ี ช้วดั ความดัน
1.2 ครูนาเข้าสู่กิจกรรม โดยตั้งคาถามดงั นี้
1) มแี รงกระทาต่อของเหลวอยนู่ ิง่ บรรจอุ ยใู่ นภาชนะปดิ ความดนั ในของเหลวเป็นอย่างไร
(ครเู ปิดโอกาสใหน้ ักเรียนแสดงความคดิ เหน็ อยา่ งอสิ ระ ไม่คาดหวังคาตอบท่ีถกู ต้อง)
ขนั้ ที่ 2 ขั้นสารวจและค้นหา
2.1 นกั เรยี นทกุ คนศึกษาเนื้อหา เรอื่ ง กฎของพาสคลั ตามรายละเอียดในหนงั สอื เรียน หน้า 228-
230
2.2 ครูใหน้ กั เรียนตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจจากการศกึ ษาเน้ือหา จานวน 3 ข้อ
ลงในสมุด ดงั นี้
1) จงอธบิ ายคาวา่ “กฎพาสคัล(Pascal's law)”
2) จงอธบิ ายการทางานของเครอ่ื งอดั ไฮดรอลกิ อยา่ งงา่ ย
3) สมการที่เกย่ี วข้องกฎของพาสคัล
67
2.3 ครูนานักเรยี นศึกษาโจทย์ตวั อย่าง 17.6 และ 17.7 อยา่ งละเอยี ด
2.4 ครใู ห้นักเรยี นทาแบบฝกึ หัดเสรมิ เรอ่ื ง กฎของพาสคัล
ขน้ั ที่ 3 ขัน้ อธบิ ายและลงข้อสรุป
3.1 ครสู ุ่มนักเรียน 2 คน ออกมาเฉลยแบบฝึกหัดเสรมิ เรอ่ื ง กฎของพาสคัล หนา้ ชน้ั เรียน
3.2 ครูนานักเรยี นอภิปรายเพ่อื นาไปสู่การสรุปโดยใช้คาถามต่อไปน้ี
1) จงอธิบายคาวา่ “กฎพาสคัล(Pascal's law)” (แนวการตอบ เมื่อเพิ่มความดนั ให้
ของเหลวท่ีอยูน่ ง่ิ ในภาชนะปิด ความดนั ที่เพ่ิมข้ึนจะสง่ ผ่านไปทุก ๆ จดุ ในของเหลวนัน้ )
2) จงอธบิ ายการทางานของเครือ่ งอัดไฮดรอลกิ อย่างงา่ ย (แนวการตอบ การทางานของ
เครือ่ งอัดไฮดรอลิกอยา่ งง่ายซึ่งใชเ้ ป็นเครื่องกลชว่ ยผ่อนแรงแบบหน่ึงประกอบดว้ ย ลกู สบู เลก็ และลูกสบู
ใหญ่บรรจุของไหลที่อัดตัวไมไ่ ด้ อยา่ งเช่น นา้ มันหรือน้า เพ่ือเป็นตวั สง่ ผา่ นแรงจากตาแหน่งหนง่ึ ไปยงั
ตาแหนง่ อ่ืนในของไหล ซ่ึงทางานภายใตก้ ฎของพาสคัล)
3) สมการทเี่ กี่ยวข้องกฎของพาสคัล (แนวการตอบ 1 = 2)
1 2
3.3 ครูและนักเรยี นร่วมกนั อภิปรายจนได้ขอ้ สรุป เรื่อง กฎของพาสคลั
ขั้นที่ 4 ขนั้ ขยายความรู้
4.1 ครใู หค้ วามรเู้ พิม่ เติมเก่ยี วกบั นักคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ชาวฝรง่ั เศส ตามรายละเอยี ดในหนังสอื
เรยี น หนา้ 229
ข้ันท่ี 5 ขั้นประเมนิ ผล
5.1 ครตู รวจสมุดนกั เรียนในการตอบคาถามตรวจสอบความเข้าใจจากการศกึ ษาเนือ้ หา
จานวน 3 ข้อ
5.2 ครูตรวจแบบฝกึ หดั เสรมิ เรือ่ ง กฎของพาสคัล
6. สอ่ื การเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้
6.1 หนงั สือเรยี นรายวชิ าเพิม่ เติมวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสกิ ส)์ ช้ันมัธยมศึกษาปีที่ 6 เลม่ 5
(ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
6.3 แบบฝกึ หดั เสริม เร่อื ง กฎของพาสคลั
6.4 อินเทอรเ์ นต็
6.5 หอ้ งสมดุ
68
7. การวัดและประเมินผล
จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ วธิ กี ารวัด เครอื่ งมือ เกณฑ์การประเมนิ
ดา้ นความรู้ (K) 1) นกั เรียนสามารถ
ตอบคาถามได้
1) นกั เรียนอธบิ ายหลักการทางานของเครื่อง 1) ตรวจสมดุ นกั เรยี น 1) แบบประเมนิ การ ระดบั ดี ผ่านเกณฑ์
อดั ไฮดรอลกิ ได้ ในการตอบคาถาม ทากิจกรรม 1) นกั เรียนทา
แบบฝึกหดั ได้ระดบั ดี
ตรวจสอบความเข้าใจ 2) คาถามตรวจสอบ ผ่านเกณฑ์
จากการศึกษาเน้อื หา ความเข้าใจจาก 1) นกั เรยี นทาภาระ
งานที่ได้รบั มอบหมาย
จานวน 3 ข้อ การศึกษาเนื้อหา ไดร้ ะดับดี ผา่ นเกณฑ์
จานวน 3 ข้อ
ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นกั เรียนคานวณหาปรมิ าณต่าง ๆ ที่ 1) ตรวจแบบฝึกหดั 1) แบบประเมินการ
เกยี่ วข้องได้ เสรมิ เรื่อง กฎของพาส ทากิจกรรม
คัล 2) แบบฝึกหัดเสริม
เร่อื ง กฎของพาสคลั
ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A)
1) ใฝเ่ รยี นรแู้ ละมงุ่ มัน่ ในการทางาน 1) ตรวจสมุดนกั เรียน 1) แบบประเมินการ
ในการตอบคาถาม ทากิจกรรม
ตรวจสอบความเข้าใจ 2) คาถามตรวจสอบ
จากการศึกษาเนอื้ หา ความเขา้ ใจจาก
จานวน 3 ขอ้ การศึกษาเน้ือหา
2) ตรวจแบบฝกึ หดั จานวน 3 ขอ้
เสริม เรอ่ื ง กฎของพาส 3) ตรวจแบบฝกึ หดั
คลั เสริม เรื่อง กฎของ
พาสคัล
69
ชือ่ ชัน้ เลขท่ี อ
แบบฝึกหดั เสริม เรือ่ ง กฎของพาสคลั
1. เครอ่ื งยกไฮดรอลกิ อยา่ งง่ายในศนู ยบ์ รกิ ารรถยนตแ์ หง่ หนึ่ง ลูกสูบใหญม่ ีพื้นท่หี นา้ ตัด 1000 ตารางเซนตเิ มตร
และลูกสบู เล็กมีพ้ืนที่หน้าตัด 20 ตารางเซนติเมตร ถา้ ต้องการยกรถยนตท์ ี่มนี า้ หนกั 5 กโิ ลนวิ ตัน ต้องออกแรงที่
ลูกสบู เลก็ เทา่ ใดจึงสามารถยกรถได้
วิธีทา จากกฎของพาสคัล ความดนั เพ่ิมขึ้นท่ลี ูกสบู ทงั้ สอง
จากสูตร 1 = 2
1 2
จากสูตร 1 = 2 1
2
แทนค่า 1 = 5000 (20)
1000
แทนค่า 1 = 100
ตอบ ต้องออกแรงทล่ี ูกสูบเล็ก 100 นวิ ตนั
70
2. ลูกสูบบรรจขุ องเหลวเปน็ ระบบปิดท่ีไมม่ ีแรงเสียดทาน ลูกสบู ใหญม่ ีพน้ื ที่หนา้ ตัด 2000 เท่าของลูกสูบเล็ก ด้าน
ลูกสูบใหญ่มกี ระบะจอดอยู่ ขณะสมดุลอย่ไู ด้ดังรูป หากวางวัตถมุ วล 800 กิโลกรมั ลงบนรถกระบะ ต้องออกแรงท่ี
ลูกสบู เล็กเพมิ่ อีกก่นี ิวตนั ระบบลกู สูบจึงจะสมดุลอยู่ทต่ี าแหนง่ เดิม ใหแ้ ทนคา่ g มีคา่ ประมาณ 9.8 เมตรต่อวินาที2
วิธีทา ใหล้ กู สบู เลก็ มีพื้นที่ ลกู สูบใหญ่มพี ื้นทหี่ น้าตัด 2000
ให้ ∆ เปน็ แรงทีต่ ้องเพ่มิ ขึ้นทีล่ กู สบู เล็ก เม่อื เพม่ิ น้าหนักท่ีลูกสูบใหญเ่ ทา่ กับ mg ระบบจึงสมดุล จะได้
ความดนั ที่เพ่มิ ด้านลูกสบู เลก็ ∆ ลูกสูบเลก็ = ∆
ความดนั ที่เพิ่มด้านลูกสูบใหญ่
จากกฎของพาสคัล ∆
จากกฎของพาสคัล ∆ ลกู สบู ใหญ่ =
แทนค่า
∆ 1 = ∆ 2
∆ = ∆
∆ = 800(9.8)
2000
แทนค่า ∆ = 800(9.8)
2000
แทนค่า ∆ = 7840
2000
แทนค่า ∆ = 3.92
ตอบ ต้องออกแรงที่ลูกสบู เล็กเพ่มิ ขึน้ อีก 3.92 นิวตัน
71
72
แผนการจดั การเรียนรู้ ที่ 37
รายวิชาวทิ ยาศาสตร์เพิ่มเติม(ฟิสิกส)์ ชนั้ มัธยมศกึ ษาปที ี่ 6
หนว่ ยการเรยี นรทู้ ี่ 17 ของแข็งและของไหล เวลา 26 ชวั่ โมง
เร่ืองที่ แรงพยงุ จากของไหล เวลา 2 ชว่ั โมง
ภาคเรยี นท่ี 1
ครูผู้สอน นายปญั ญา ฮวดไชย
1. สาระสาคญั
เมอื่ วัตถุอยู่ในของไหลจะเกดิ แรงพยุง (buoyant force) กระท้าต่อวตั ถมุ คี ่าเทา่ กับนา้ หนักของของ ไหลท่ีมี
ปริมาตรเทา่ กับวัตถทุ ่ีอยู่ในของไหลน้นั ขนาดของแรงพยงุ หาไดจ้ ากสมการ =
2. ผลการเรียนรู้
13. ทดลอง อธบิ ายและคา้ นวณขนาดแรงพยุงจากของไหล
3. สาระการเรยี นรู้
3.1 ความรู้
แรงพยุงจากของไหล
เม่ือปล่อยให้ลูกมะพร้าวตกลงในน้า ลูกมะพร้าวลอยน้าได้ เรือลอยอยู่ในน้าได้ท้ังที่ท้าด้วยเหล็ก
ปรากฏการณ์นี้เกิดจากแรงของน้ากระท้าวัตถุดังกล่าวให้ลอยอยู่ได้ แรงที่ของเหลวกระท้าต่อวัตถุท่ีอยู่ใน
ของไหลนน้ั เรียกว่า แรพยงุ (buoyant force)
จากการทดลองแรงพยุง พบว่า น้าหนักวัตถุท่ีช่ังในอากาศไม่เท่ากับน้าหนักวัตถุท่ีช่ังในน้า โดยท่ี
น้าหนักวัตถุท่ีช่ังในอากาศมากกว่าน้าหนักวัตถุที่ชั่งในน้าและน้าหนักน้าท่ีล้นออกมาเท่ากับน้าหนักวัตถุท่ี
หายไปเมือ่ ช่งั ในน้า แสดงว่าขณะวัตถจุ มในนา้ มแี รงท่ีน้ากระทา้ ต่อวตั ถใุ นทิศขน้ึ แรงนี้คอื แรงพยงุ ของนา
น่นั คอื เม่ือชงั่ น้าหนกั วัตถุทจ่ี มในของเหลว มีแรงท่ีกระทา้ ตอ่ วตั ถแุ สดงดังรูป 17.18
รูป 17.18 แรงที่กระท้าตอ่ วัตถทุ ่จี มในของเหลว
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสอื่ สาร (อา่ น ฟงั พดู เขยี น)
2) ความสามารถในการคดิ (สงั เกต วิเคราะห์ จัดกลมุ่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
73
4. จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ รายละเอยี ด
จุดประสงคการเรียนรู้
ด้านความรู้ 1. นกั เรยี นอธิบายขนาดแรงพยงุ จากของไหลได้
(K: Knowledge) 2. นกั เรยี นทดลองหาขนาดแรงพยุงจากของไหลได้
ด้านทกั ษะกระบวนการ 3. ใฝเ่ รียนรู้และมุ่งมน่ั ในการทา้ งาน
(P: Process)
ดา้ นคณุ ลกั ษณะท่ีพงึ
ประสงค์ (A: Attitude)
5. กิจกรรมการเรียนรู้
ขนั ที่ 1 ขันสร้างความสนใจ
1.1 ครนู ้าเข้าสหู่ วั ข้อ 17.3.3 โดยใหน้ ักเรียนหย่อนวัตถตุ า่ ง ๆ ทีเ่ ตรียมไวล้ งในภาชนะบรรจุน้า
สังเกตผลทีเ่ กดิ ขนึ้ จากนนั้ ครูต้ังค้าถามใหน้ ักเรยี นชว่ ยกันตอบ ดงั น้ี
1) ทา้ ไมวัตถุบางชนิดจมน้าและวัตถบุ างอย่างลอยน้า
2) วัตถลุ อยน้าได้อย่างไร
(ครูเปดิ โอกาสใหน้ ักเรยี นแสดงความคดิ เหน็ อย่างอิสระ ไม่คาดหวงั คา้ ตอบทถ่ี ูกตอ้ ง)
1.2 จากนน้ั ครยู กสถานการณ์ วัตถลุ อยนิ่งในนา้ นา้ อภิปรายจนสรปไุ ดว้ า่ แรงลัพธ์ทก่ี ระท้าต่อวัตถุ
ตอ้ งเป็นศูนย์ เมอื่ พิจารณาแรงที่กระท้าต่อวัตถใุ นแนวดง่ิ พบว่ามแี รงท่ีน้ากระท้าตอ่ วัตถใุ นทิศทางตรงข้าม
กบั น้าหนกั ของวตั ถทุ ้าใหว้ ตั ถุลอยน่งิ ได้ เรยี กวา่ แรงพยงุ
1.3 ครูน้าเข้าสู่กิจกรรม 17.6 เร่ือง แรงพยุง โดยตงั้ ค้าถาม ดงั น้ี
1) แรงพยุงของของเหลวมคี วามสมั พันธ์กับสิ่งใด วัตถุทจี่ มในของเหลวมีแรงพยงุ ของ
ของเหลวกระท้าต่อวตั ถุนน้ั หรอื ไม่
ขนั ที่ 2 ขนั สารวจและคน้ หา
2.1 นกั เรียนแบ่งกลุ่มๆ ละ 5-6 คน โดยคละเพศ คละความสามารถ
2.2 นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษาใบกิจกรรม เรื่อง แรงพยุง
2.3 ครแู จง้ จุดประสงค์การเรียนรู้ อปุ กรณ์ และขน้ั ตอนการท้ากจิ กรรมอยา่ งละเอียด
2.4 นกั เรียนแต่ละกลุ่มทา้ กิจกรรม สังเกตและบนั ทึกผลการทา้ กจิ กรรม ลงในใบกิจกรรมทีค่ รูแจกให้
ขันที่ 3 ขนั อธบิ ายและลงขอ้ สรปุ
3.1 นักเรยี นแต่ละกล่มุ สง่ ตัวแทนออกมานา้ เสนอผลการทา้ กจิ กรรมหน้าชั้นเรยี น
3.2 ครูน้านกั เรียนอภปิ รายเพอ่ื นา้ ไปส่กู ารสรปุ โดยใช้คา้ ถามต่อไปนี้
1) นกั เรยี นแต่ละกลุ่มไดผ้ ลการสืบค้นและผลการทดลองเหมือนกนั หรือตา่ งกันอย่างไร
เพราะเหตใุ ด
74
2) น้าหนกั วัตถุในอากาศและน้าหนักวตั ถใุ นน้าเท่ากันหรือไม่ อยา่ งไร (แนวการตอบ
น้าหนักวัตถใุ นอากาศและน้าหนกั วัตถุในน้าต่างกัน โดยนา้ หนักวตั ถุในอากาศมมี ากกวา่ )
3) น้าหนกั ของนา้ ทล่ี น้ ออกมาเทา่ กบั น้าหนักวตั ถทุ ห่ี ายไปหรือไม่ (แนวการตอบ น้าหนัก
ของนา้ ท่ีลน้ ออกมาเท่ากับน้าหนกั วัตถุทหี่ ายไป)
3.3 ครูและนักเรยี นร่วมกนั อภิปรายจนได้ขอ้ สรุป เร่ือง แรงพยุง ดงั น้ี
จากการท้ากจิ กรรม พบว่า น้าหนักของวตั ถุขณะที่จมอยู่ในน้ามคี า่ น้อยกว่านา้ หนักวตั ถทุ ี่
ชงั่ วตั ถใุ นอากาศ โดยน้าหนกั วตั ถุทหี่ ายไปเท่ากับน้าหนักน้าท่มี ปี รมิ าตรเท่าวัตถสุ ว่ นที่จมในนา้ นา้ หนักวัตถุ
ที่หายไปขณะจมอยู่ในน้าเนอ่ื งจากน้ามีแรงกระทา้ ต่อวัตถุในทศิ ขึ้น แรงน้ีคือ แรงพยุงของนา้
ขนั ท่ี 4 ขนั ขยายความรู้
4.1 ครใู หค้ วามรเู้ พม่ิ เติมเกย่ี วกบั แรงพยงุ จากของไหล จนได้สมการหาแรงพยงุ ตามรายละเอยี ดใน
หนังสอื เรยี น 234 - 235
4.2 ครใู ห้ความรเู้ พ่ิมเติมเก่ยี วกับอาร์คิมีดสี นักปราชญ์ชาวกรกี ตามรายละเอียดในหนังสือเรยี น
หน้า 235
4.3 ครูใหน้ กั เรยี นศึกษาชวนคิด ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 236 แล้วครอู ธิบายค้าตอบให้
นกั เรยี นทราบ
ขันที่ 5 ขนั ประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจใบกจิ กรรม เร่ือง แรงพยงุ
6. ส่อื การเรยี นร/ู้ แหล่งเรียนรู้
6.1 หนังสอื เรยี นรายวิชาเพิม่ เติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ช้ันมัธยมศึกษาปีท่ี 6 เล่ม 5
(ฉบบั ปรับปรงุ พ.ศ.2560)
6.2 ใบกิจกรรม เร่ือง แรงพยุง
6.3 อนิ เทอรเ์ นต็
6.4 หอ้ งสมุด
75
7. การวดั และประเมินผล วธิ กี ารวดั เครอ่ื งมอื เกณฑ์การประเมนิ
จดุ ประสงค์การเรียนรู้
1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรยี นสรปุ ผล
ด้านความรู้ (K) เรอ่ื ง แรงพยุง ท้ากิจกรรม การทา้ กจิ กรรมได้
1) นกั เรยี นอธิบายขนาดแรงพยุงจากของ 2) ใบกิจกรรม เร่อื ง ระดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
ไหลได้ แรงพยุง
ดา้ นกระบวนการ (P) 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นสามารถ
1) นกั เรยี นทดลองหาขนาดแรงพยุงจากของ 1) ตรวจใบกิจกรรม ท้ากจิ กรรม บนั ทึกผลการท้า
ไหลได้ เร่อื ง แรงพยงุ 2) ใบกิจกรรม เร่อื ง กิจกรรมได้ระดับดี
แรงพยงุ ผ่านเกณฑ์
ดา้ นคุณลกั ษณะ (A) 1) ตรวจใบกจิ กรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นทา้ ภาระ
1) ใฝ่เรียนรูแ้ ละมุง่ ม่นั ในการท้างาน เรื่อง แรงพยุง ท้ากิจกรรม งานที่ไดร้ บั มอบหมาย
2) ใบกจิ กรรม เรื่อง ไดร้ ะดับดี ผ่านเกณฑ์
แรงพยงุ
76
ใบกิจกรรม เรอ่ื ง แรงพยุง
1. รายชอื่ สมาชิกท่ี …………………………………………………….. ชัน …………………………………
ชอ่ื ……………………………………………………………………………....................................เลขที่...................
ช่ือ……………………………………………………………………………....................................เลขที่...................
ชื่อ……………………………………………………………………………....................................เลขที่...................
ชอื่ ……………………………………………………………………………....................................เลขท่ี...................
ช่อื ……………………………………………………………………………....................................เลขที่...................
ชอ่ื ……………………………………………………………………………....................................เลขท.ี่ ..................
2. จดุ ประสงค์ของกิจกรรม
เพอ่ื ศึกษาแรงพยุงทีก่ ระท้าตอ่ วตั ถุท่ีอยู่ในของเหลว
3. วัสดุ-อุปกรณ์ 1 เครือ่ ง
1) เครอื่ งช่งั สปริง 1 ชน้ิ
2) วตั ถทุ ี่ไมล่ ะลายนา้ 1 แกว้
3) ถ้วยยเู รกา 1 อนั
4) บกี เกอรห์ รอื กระบอกตวง 1 เครื่อง
5) เครื่องช่งั น้าหนัก
รูป การช่ังน้าหนักวตั ถุในอากาศและในน้า
โดยใช้เคร่ืองชง่ั สปรงิ
4. วธิ ที ากจิ กรรม
1) ชง่ั น้าหนกั วัตถุในอากาศด้วยเคร่อื งชง่ั สปรงิ บนั ทกึ ผล
2) ชัง่ นา้ หนักขณะวัตถุจมอยู่ในน้าทีบ่ รรจุในถว้ ยยเู รกาท่มี นี ้าถงึ ขอบถ้วย บนั ทึกผล
3) น้าน้าที่ล้นออกมาไปหาปริมาตรด้วยกระบอกตวง และชั่งน้าหนกั ของน้าทลี่ ้นออกมา บันทกึ ผล
4) หาน้าหนกั ของวตั ถุทหี่ ายไปเมื่อช่งั ในน้า โดยนา้ นา้ หนักของวตั ถุทชี่ ่งั ในอากาศลบด้วยนา้ หนักของวตั ถุที่ชั่งในน้า
77
5. ผลการทากจิ กรรม
ในการทดลองครั้งน้ใี ชแ้ ทง่ เหลก็ มวล 500 กรัม
ตารางบันทึกผลการทากจิ กรรม
วตั ถุ คาที่อานไดจากตาชัง่ คา่ ทีห่ ายไป ปรมิ าตรของนาท่ี นาหนักของนา
เมอื่ ชั่งในอากาศ (N) เม่อื ชั่งในนา (N) (N) ถูกแทนที่ (cm3) ท่ีถกู แทนที่ (N)
เหลก็
6. คาถามท้ายกจิ กรรม อ
1) น้าหนกั วตั ถใุ นอากาศและน้าหนักวตั ถใุ นนา้ เท่ากนั หรือไม่ อย่างไร v
ตอบ น้าหนักวตั ถุในอากาศและน้าหนักวัตถุในน้าตา่ งกนั โดยน้าหนกั วตั ถุในอากาศมีมากกว่า
2) น้าหนักของนา้ ที่ลน้ ออกมาเท่ากับนา้ หนักวัตถุทห่ี ายไปหรอื ไม่
ตอบ นา้ หนกั ของน้าทีล่ ้นออกมาเท่ากับนา้ หนักวัตถุท่หี ายไป
7. สรปุ ผลการทากิจกรรม
จากการท้ากิจกรรม พบว่า น้าหนักของวัตถุขณะที่จมอยู่ในน้ามีค่าน้อยกว่าน้าหนักวัตถุที่ช่ังวัตถุในอากาศ โดย
นา้ หนักวตั ถุทห่ี ายไปเท่ากับน้าหนักน้าท่ีมปี ริมาตรเท่าวัตถุส่วนที่จมในน้า น้าหนักวัตถทุ ี่หายไปขณะจมอยู่ในน้าเน่ืองจาก
นา้ มีแรงกระท้าตอ่ วตั ถุในทิศขึ้น แรงน้ีคือ แรงพยุงของน้า สมบัตใิ นการตา้ นการไหลของของเ หลวหรือ
จากการท้ากิจกรรม พบว่า น้าหนักของวัตถุขณะท่ีจมอยู่ในน้ามีค่าน้ยกว่าน้าหนักวัตถุที่ช่ังวัตถุในอากาศ โดย
น้าหนักวตั ถุทหี่ ายไปเทา่ กับนา้ หนักน้าทม่ี ปี รมิ าตรเทา่ วตั ถสุ ่วนท่ี จมในนา้ น้าหนักวัตถทุ หี่ ายไปขณะจมอยู่ในน้าเน่ืองจาก
78
79
แผนการจดั การเรียนรู้ ที่ 38
รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิม่ เติม(ฟสิ ิกส์) ชน้ั มธั ยมศึกษาปีที่ 6
หน่วยการเรียนรทู้ ่ี 17 ของแข็งและของไหล เวลา 26 ชั่วโมง
เร่อื งที่ ของไหลอุดมคติ เวลา 1 ชั่วโมง
ภาคเรยี นที่ 1
ครผู สู้ อน นายปญั ญา ฮวดไชย
1. สาระสาคัญ
พฤติกรรมการไหลของของไหลสามารถทาให้ง่ายต่อความเข้าใจด้วยของไหลอุดมคติ ซ่ึงมีลักษณะ ดังน้ี
อย่างสม่าเสมอหรือที่ตาแหน่งใดตาแหน่งหนึ่งในของไหลความเร็วและความดันคงตัว ไม่มีแรงหนืด บีบอัดไม่ได้
หรือมีความหนาแน่นคงตัว และไหลโดยไม่หมุนวน อนุภาคของของไหลเคลื่อนท่ีไปตามสาย กระแสที่ไม่ตัดกัน
ปริมาตรของของไหลท่ีผ่านพ้ืนที่หน้าตัดในหนึ่งหน่วยเวลาเป็นอัตราการไหล (Flow rate) ตามสมการความ
ต่อเนือ่ ง (Continuity equation) = ค่าคงตวั
เม่ือของไหลมีการไหลในท่อ ผลรวมของความดัน พลงั งานจลน์ตอ่ หนึ่งหน่วยปริมาตรและพลังงานศักยโ์ น้ม
ถ่วงต่อหนง่ึ หนว่ ยปริมาตร มีค่าคงตัวเสมอ ซงึ่ เป็นไปตาม สมการแบร์นูลลี ดังนี้ + 1 2 + ℎ = ค่าคงตัว
2
สามารถนาไปอธบิ ายการไหลของของเหลวท่ีไหลออกจากรรู ่วั ของภาชนะ เครื่องฉีดน้า และอากาศท่เี คล่ือนที่ผา่ นปีก
เคร่อื งบนิ
2. ผลการเรียนรู้
15. อธิบายสมบัติของของไหลอุดมคติ สมการความต่อเน่ือง และสมการแบร์นูลลี รวมท้ังคานวณปริมาณ
ต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง และนาความรู้เกี่ยวกับสมการความต่อเนื่องและสมการแบร์นูลลีไปอธิบายหลักการทางานของ
อปุ กรณต์ า่ ง ๆ
3. สาระการเรยี นรู้
3.1 ความรู้
ของไหลอดุ มคติ
ของไหลอุดมคติเป็นของไหลท่ีมีการไหลอย่างสม่าเสมอ ไม่มีความหนืด บีบอัดไม่ได้ และไหล
โดยไม่หมุน ในการพิจารณาการไหลของของไหลต้องระบุท้ังขนาดและทิศทางของความเร็วทุก ๆ ตาแหน่ง
ในลาของไหลที่เคลื่อนที่ จงึ ใช้เส้นแทนแนวการเคล่อื นทีข่ องของไหล เรียกวา่ สายกระแส (Stream line)
โดยที่สายกระแสแต่ละสายจะไม่ตัดกัน ทิศทางความเร็วของการไหลที่จุดใด ๆ จะอยู่ในแนวสัมผัสกับสาย
กระแส ณ จุดนน้ั ดังรปู 17.20
สาหรับการไหลแบบคงตัวทท่ี ุก ๆ อนุภาคทเ่ี คลื่อนทผี่ ่านจุดใดจุดหนึ่งจะมกี ารเคลื่อนทไี่ ปตามแนว
ท่ีมอี นภุ าคบางตวั ไดเ้ คล่อื นทไ่ี ปก่อนหนา้ นัน้ แลว้ เรยี กว่า การไหล่แบบเปน็ ชัน้ (Laminar flow)
80
รปู 17.20 แสดงอากาศทม่ี ีการไหลตามสายกระแสผ่านหลงั คารถยนต์
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการส่ือสาร (อ่าน ฟัง พดู เขยี น)
2) ความสามารถในการคดิ (สังเกต วิเคราะห์ จัดกล่มุ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4. จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
จดุ ประสงคการเรียนรู้ รายละเอียด
ด้านความรู้ 1. นักเรยี นอธบิ ายสมบตั ิของของไหลอุดมคติ สายกระแส หลอดการไหล
(K: Knowledge) และอตั ราการไกลได้
ด้านทักษะกระบวนการ
(P: Process) 2. นักเรียนสามารถจัดกระทาและสื่อความหมายของข้อมูลท่ีศึกษา
ด้านคณุ ลักษณะท่ีพึง ค้นคว้าได้
ประสงค์ (A: Attitude)
3. ใฝ่เรียนรู้และมงุ่ มน่ั ในการทางาน
5. กจิ กรรมการเรยี นรู้
ข้นั ท่ี 1 ขั้นสร้างความสนใจ
1.1 ครนู าเขา้ ส่หู ัวข้อ 17.4 โดยใส่เม็ดโฟมลงในน้า เทน้าผ่านรางนา้ ให้นักเรียนสงั เกตการเคล่ือนที่
ของเมด็ โฟมท่ถี ูกน้าพัดพาไป ให้นกั เรียนนาเสนอผลการสงั เกต (ครใู ชผ้ ลการนาเสนอของนักเรียนอภปิ ราย
วา่ เมอื่ ของไหลมีการเคล่ือนที่อธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นดว้ ย พลศาสตร์ของของไหล)
1.2 ครนู าเขา้ สู่หัวขอ้ 17.4.1 เรื่อง ของไหลอุดมคติ โดยให้นกั เรยี นดูภาพหรือคลิปวีดีทศั น์แสดง
การไหลของอากาศผ่านอโุ มงค์ลม แลว้ ร่วมกันอภิปรายลักษณะการไหลของอากาศผา่ นอุโมงคล์ ม แล้วต้งั
คาถามให้นกั เรียนตอบ ดงั นี้
1) แนวเส้นทางการไหลของของไหลเปน็ อยา่ งไร
2) นกั เรยี นคิดว่าของไหลในอุดมคติมลี ักษณะอยา่ งไร
(ครูเปิดโอกาสให้นกั เรียนแสดงความคดิ เหน็ อยา่ งอสิ ระ ไม่คาดหวังคาตอบท่ีถูกต้อง)
ขน้ั ที่ 2 ขั้นสารวจและค้นหา
2.1 ครใู หน้ ักเรยี นทุกคนศึกษาเนื้อหา เรอ่ื ง ของไหลอุดมคติ ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
หน้า 237
81
2.2 ครใู ห้นักเรียนสรปุ องคค์ วามรทู้ ่ไี ด้จากการศึกษาค้นคว้า เรอ่ื ง ของไหลอุดมคติ ลงในกระดาษ
A4 ในรปู แบบ Mind mapping
2.3 นักเรียนทาใบงาน เร่ือง ของไหลอดุ มคติ
ข้ันท่ี 3 ขน้ั อธบิ ายและลงข้อสรุป
3.1 ครสู ุม่ นักเรียน 5 คน ออกมานาเสนอผลงานของตนเองหนา้ ช้นั เรียน
3.2 ครูนานักเรียนอภิปรายเพื่อนาไปสู่การสรุปโดยใชค้ าถามต่อไปน้ี
1) ในการพจิ ารณาการไหลของของไหลตอ้ งระบุอะไรบา้ ง (แนวการตอบ ในการพิจารณา
การไหลของของไหลต้องระบุท้งั ขนาดและทิศทางของความเรว็ ทุก ๆ ตาแหนง่ ในลาของไหลทีเ่ คลอื่ นท่ี)
2) เสน้ แทนแนวการเคลอื่ นท่ีของของไหล เรียกวา่ (แนวการตอบ สายกระแส (Stream
line))
3) โดยทสี่ ายกระแสแต่ละสายจะตดั กันหรือไม่ อยา่ งไร (แนวการตอบ โดยทสี่ ายกระแส
แต่ละสายจะไมต่ ัดกัน ทศิ ทางความเรว็ ของการไหลที่จดุ ใด ๆ จะอยู่ในแนวสัมผัสกบั สายกระแส ณ จุดน้นั )
4) สาหรับการไหลแบบคงตัวทีท่ กุ ๆ อนุภาคที่เคลือ่ นที่ผา่ นจดุ ใดจดุ หนึ่งจะมกี ารเคล่ือนที่
ไปตามแนวท่ีมีอนภุ าคบางตัวไดเ้ คลื่อนทไ่ี ปก่อนหน้านน้ั แล้ว เรยี กวา่ (แนวการตอบ การไหลแ่ บบเป็นชน้ั
(Laminar flow))
5) จงบอกลกั ษณะของของไหลในอดุ มคติ (แนวการตอบ 1. ไม่มีความหนืดหรือแรงเสยี ด
ทานภายในระหวา่ งชนั้ ของของไหล 2. ไม่สามารถอดั ตวั ได้ ทาให้ความหนาแน่นของของไหลมคี า่ คงตัว
3. ไหลสม่าเสมอ (steady flow) คือ ท่ตี าแหน่งใดตาแหนง่ หน่ึงในของไหลความเร็วและความดันของของ
ไหล มีค่าคงตวั และ 4. ไหลโดยไมห่ มุน กลา่ วคือของไหลไม่มลี ักษณะการไหลเชีย่ วและไม่มีการไหลวน
เกิดขน้ึ ))
6) ผลคูณของพื้นท่หี น้าตดั ของทอ่ กบั อตั ราเรว็ ของของไหลมคี ่าเทา่ กบั ปริมาตรของไหลท่ี
ผา่ นพ้ืนทีห่ นา้ ตดั ในทอ่ ในหนึ่งหน่วยเวลา เรยี กว่า (แนวการตอบ อัตราการไหล R (Flow rate))
3.3 ครแู ละนักเรียนร่วมกันอภปิ รายจนไดข้ อ้ สรุป เร่ือง ของไหลอุดมคติ ดังน้ี
ของไหลในอดุ มคติตอ้ งมลี กั ษณะ ดังนี้
1) ไมม่ คี วามหนดื หรอื แรงเสยี ดทานภายในระหวา่ งชั้นของของไหล
2) ไมส่ ามารถอดั ตัวได้ ทาใหค้ วามหนาแน่นของของไหลมีค่าคงตวั
3) ไหลสม่าเสมอ (steady flow) คือ ท่ีตาแหน่งใดตาแหน่งหน่ึงในของไหลความเร็ว
และความดนั ของของไหล มีคา่ คงตัว
4) ไหลโดยไม่หมนุ กลา่ วคอื ของไหลไมม่ ลี ักษณะการไหลเชีย่ วและไม่มีการไหลวนเกิดขนึ้
ขนั้ ท่ี 4 ขนั้ ขยายความรู้
4.1 ครูให้ความร้เู พ่มิ เติมเก่ียวกับการไหลท่ไี หลเรว็ มากหรือไม่สม่าเสมออาจจะทาใหเ้ กิดการ
ไหลวน (Eddy currents) ซึง่ เปน็ ลกั ษณะหนึง่ ของการไหลป่ันป่วน (Turbulent flow)
82
ข้ันที่ 5 ข้นั ประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจใบงาน เรือ่ ง ของไหลอดุ มคติ
5.2 ครูตรวจ Mind mapping เรอ่ื ง ของไหลอุดมคติ
6. สื่อการเรยี นร้/ู แหล่งเรยี นรู้
6.1 หนงั สือเรยี นรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส)์ ชั้นมธั ยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5
(ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
6.3 ใบงาน เรอ่ื ง ของไหลอุดมคติ
6.4 อนิ เทอร์เนต็ Youtube
6.5 ห้องสมุด
7. การวดั และประเมนิ ผล วธิ ีการวดั เคร่อื งมอื เกณฑ์การประเมนิ
จดุ ประสงค์การเรียนรู้
1) ตรวจใบงาน เรอ่ื ง 1) แบบประเมินการ 1) นักเรยี นสามารถ
ดา้ นความรู้ (K) ของไหลอุดมคติ ทากจิ กรรม ตอบคาถามได้
1) นกั เรยี นอธบิ ายสมบตั ขิ องของไหลอุดม 2) ใบงาน เรื่อง ของ ระดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
คติ สายกระแส หลอดการไหล และอตั รา 1) ตรวจ Mind ไหลอุดมคติ
การไกลได้ mapping เรื่อง ของ
ไหลอุดมคติ 1) แบบประเมินการ 1) นักเรียนสามารถ
ดา้ นกระบวนการ (P) ทากจิ กรรม สรปุ เนือ้ หาทไ่ี ดจ้ าก
1) นกั เรยี นสามารถจดั กระทาและส่ือ 1) ตรวจใบงาน เรือ่ ง การศกึ ษาค้นคว้า
ความหมายของขอ้ มลู ทศี่ ึกษาค้นคว้าได้ ของไหลอุดมคติ ได้ระดับดี ผา่ นเกณฑ์
2) ตรวจ Mind
ดา้ นคณุ ลักษณะ (A) mapping เรื่อง ของ 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นทาภาระ
1) ใฝ่เรียนรู้และมงุ่ มน่ั ในการทางาน ไหลอุดมคติ ทากจิ กรรม งานท่ไี ด้รับมอบหมาย
2) ใบงาน เรือ่ ง ของ ไดร้ ะดับดี ผ่านเกณฑ์
ไหลอุดมคติ
83
ช่อื ช้นั เลขที่ อ
ใบงาน เรื่อง ของไหลอดุ มคติ
คาชีแ้ จง จงตอบคาถามต่อไปน้ีให้ถูกต้องครบถว้ น
1) ในการพิจารณาการไหลของของไหลต้องระบุอะไรบา้ ง
ตอบ ในการพิจารณาการไหลของของไหลต้องระบุท้ังขนาดและทิศทางของความเร็วทุก ๆ ตาแหน่งในลาของ
ไหลท่ีเคลอ่ื นที่ อ
2) เส้นแทนแนวการเคล่อื นท่ีของของไหล เรียกว่า ด
ตอบ สายกระแส (Stream line)
3) โดยที่สายกระแสแตล่ ะสายจะตัดกนั หรือไม่ อย่างไร
ตอบ โดยท่สี ายกระแสแตล่ ะสายจะไมต่ ัดกนั ทิศทางความเร็วของการไหลทจี่ ุดใด ๆ จะอย่ใู นแนวสมั ผัสกบั สาย
กระแส ณ จดุ นัน้ อ
4) สาหรบั การไหลแบบคงตัวทท่ี กุ ๆ อนภุ าคที่เคล่ือนทผ่ี ่านจดุ ใดจดุ หนง่ึ จะมกี ารเคล่ือนท่ีไปตามแนวที่มีอนภุ าค
บางตวั ไดเ้ คลื่อนท่ีไปก่อนหน้านั้นแลว้ เรียกวา่
ตอบ การไหล่แบบเปน็ ชั้น (Laminar flow) v
5) จงบอกลักษณะของของไหลในอุดมคติ
ตอบ 1. ไมม่ ีความหนืดหรือแรงเสยี ดทานภายในระหวา่ งชั้นของของไหล อ
2. ไมส่ ามารถอัดตวั ได้ ทาใหค้ วามหนาแน่นของของไหลมีคา่ คงตวั f
3. ไหลสมา่ เสมอ (steady flow) คอื ที่ตาแห น่งใดตาแหน่งหนง่ึ ในของไหลความเร็วและความดันของ
ของไหลมคี า่ คงตวั v
4. ไหลโดยไม่หมุน กล่าวคือของไหลไม่มีลักษณะการไหลเช่ียวและไม่มีการไหลวนเกดิ ขึน้ ) อ
6) ผลคูณของพ้ืนที่หนา้ ตดั ของทอ่ กบั อตั ราเร็วของของไหลมีคา่ เทา่ กับปรมิ าตรของไหลท่ีผ่านพืน้ ที่หนา้ ตดั ในท่อใน
หนง่ึ หน่วยเวลา เรยี กวา่
ตอบ อัตราการไหล R (Flow rate) อ
7) ใหเ้ ขียนเส้นแนวของอากาศที่มีการไหลตามกระแสผ่านหลงั คารถยนต์
84
85
แผนการจัดการเรียนรู้ ท่ี 39 ช้นั มธั ยมศึกษาปที ่ี 6
เวลา 26 ชวั่ โมง
รายวิชาวทิ ยาศาสตร์เพ่มิ เติม(ฟสิ กิ ส)์ เวลา 2 ช่ัวโมง
หนว่ ยการเรยี นร้ทู ี่ 17 ของแข็งและของไหล
เรื่อง สมการความต่อเน่ือง ครผู ู้สอน นายปญั ญา ฮวดไชย
ภาคเรียนที่ 1
1. สาระสาคัญ
พฤติกรรมการไหลของของไหลสามารถทาให้ง่ายต่อความเข้าใจด้วยของไหลอุดมคติ ซ่ึงมีลักษณะ ดังนี้
อย่างสม่าเสมอหรือท่ีตาแหน่งใดตาแหน่งหนึ่งในของไหลความเร็วและความดันคงตัว ไม่มีแรงหนืด บีบอัดไม่ได้
หรือมีความหนาแน่นคงตัว และไหลโดยไม่หมุนวน อนุภาคของของไหลเคล่ือนที่ไปตามสาย กระแสท่ีไม่ตัดกัน
ปริมาตรของของไหลท่ีผ่านพ้ืนที่หน้าตัดในหน่ึงหน่วยเวลาเป็นอัตราการไหล (Flow rate) ตามสมการความ
ตอ่ เนือ่ ง (Continuity equation) = ค่าคงตวั
เมื่อของไหลมีการไหลในท่อ ผลรวมของความดัน พลงั งานจลน์ต่อหนง่ึ หน่วยปริมาตรและพลังงานศักย์โน้ม
ถ่วงต่อหนึ่งหนว่ ยปรมิ าตร มีค่าคงตัวเสมอ ซึง่ เป็นไปตาม สมการแบร์นูลลี ดังนี้ + 1 2 + ℎ = ค่าคงตัว
2
สามารถนาไปอธิบายการไหลของของเหลวที่ไหลออกจากรูร่ัวของภาชนะ เคร่ืองฉดี น้า และอากาศที่เคล่อื นท่ีผา่ นปีก
เครอ่ื งบนิ
2. ผลการเรยี นรู้
15. อธิบายสมบัติของของไหลอุดมคติ สมการความต่อเน่ือง และสมการแบร์นูลลี รวมท้ังคานวณปริมาณ
ต่างๆ ที่เก่ียวข้อง และนาความรู้เกี่ยวกับสมการความต่อเนื่องและสมการแบร์นูลลีไปอธิบายหลักการทางานของ
อปุ กรณต์ า่ งๆ
3. สาระการเรียนรู้
3.1 ความรู้
สมการความตอ่ เน่อื ง
พิจารณาการไหลของของไหลที่ไมม่ ีการอดั ตวั ความหนาแน่นจงึ มคี ่าคงตัวเทา่ กบั ของไหลในท่อ
อันหน่ึงลักษณะ ดังรูปท่ี 17.21 ให้ของไหล ไหลผ่านท่อบริเวณท่ีมพี ้ืนที่หนตัด 1 ด้วยความเรว็ 1 แล้ว
ไหลไปผ่านบริเวณซงึ่ มพี ้นื ที่หน้าตดั 2 ดว้ ยความเรว็ 2
รูป 17.21 แสดงการไหลของของไหลในท่ออนั หนึง่ ทมี่ ีพนื้ ท่ีหน้าตดั ไม่
คงตวั
86
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสอ่ื สาร (อ่าน ฟัง พูด เขยี น)
2) ความสามารถในการคิด (สงั เกต วเิ คราะห์ จดั กลมุ่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปญั หา (แสวงหาความรู้)
4. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
จดุ ประสงคการเรียนรู้ รายละเอียด
ดา้ นความรู้ 1. นักเรยี นอธบิ ายสมการความต่อเนอ่ื งได้
(K: Knowledge) 2. นกั เรียนคานวณหาปรมิ าณต่าง ๆ ท่ีเกย่ี วขอ้ งได้
ด้านทักษะกระบวนการ 3. ใฝเ่ รียนรแู้ ละมุ่งมัน่ ในการทางาน
(P: Process)
ด้านคณุ ลักษณะที่พงึ
ประสงค์ (A: Attitude)
5. กิจกรรมการเรียนรู้
ข้นั ท่ี 1 ขนั้ สร้างความสนใจ
1.1 ครูนาเขา้ สู่หัวข้อ 17.4.2 เร่ือง สมการความต่อเนอื่ ง โดยทบทวนลักษณะของของไหลอุดมคติ
ในหัวข้อไมส่ ามารถอดั ตวั ได้ ทาให้ความหนาแน่นของของไหลคงตัว แลว้ ต้ังคาถามให้นักเรียนตอบ ดังนี้
1) ของเหลวไหลในท่อทมี่ ีพนื้ ท่ีหนา้ ตัดไม่สมา่ เสมอ เช่น การบีบปลายสายยาง ขณะรด
น้าต้นไม้ อตั ราเร็วการไหลในแต่ละตาแหน่งในท่อสม่าเสมอหรือไม่
2) สัมพันธ์กบั พื้นทีห่ น้าตัดของทอ่ หรือไม่ อย่างไร
(ครูเปิดโอกาสให้นกั เรยี นแสดงความคดิ เห็นอยา่ งอิสระ ไม่คาดหวังคาตอบที่ถกู ต้อง)
ข้นั ท่ี 2 ขั้นสารวจและค้นหา
2.1 ครนู านักเรียนทุกคนศกึ ษาเนือ้ หา เรื่อง สมการความต่อเนื่อง ตามรายละเอียดในหนังสอื เรียน
หนา้ 238-240
2.2 ครนู านักเรียนศึกษาโจทย์ตัวอย่าง 17.8 ในหนงั สือเรยี น อยา่ งละเอยี ด
2.3 นักเรียนทาใบงาน เร่อื ง สมการความต่อเน่ือง
2.4 นักเรยี นทาคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 17.4 ข้อ 1 และแบบฝึกหดั 17.4 ขอ้ 1 ลงในสมุด
ขัน้ ท่ี 3 ข้ันอธบิ ายและลงข้อสรปุ
3.1 ครสู ่มุ นกั เรียน 2 คน ออกมาเฉลยคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 17.4 ขอ้ 1 และแบบฝกึ หัด
17.4 ขอ้ 1 หนา้ ชนั้ เรยี น
3.2 ครนู านกั เรยี นอภปิ รายเพือ่ นาไปสูก่ ารสรุปโดยใช้คาถามต่อไปน้ี
1) ในการพิจารณาการไหลของของไหลตอ้ งระบุอะไรบ้าง
87
(แนวการตอบ ในการพจิ ารณาการไหลของของไหลต้องระบทุ ั้งขนาดและทิศทางของความเร็วทุก ๆ
ตาแหนง่ ในลาของไหลท่ีเคล่ือนที่)
2) เสน้ แทนแนวการเคล่ือนท่ีของของไหล เรยี กว่า
(แนวการตอบ สายกระแส (Stream line))
3) โดยทีส่ ายกระแสแตล่ ะสายจะตดั กันหรือไม่ อย่างไร
(แนวการตอบ โดยท่ีสายกระแสแต่ละสายจะไม่ตัดกัน ทิศทางความเร็วของการไหลท่ีจุด
ใด ๆ จะอยู่ในแนวสัมผัสกบั สายกระแส ณ จุดนน้ั )
4) สาหรบั การไหลแบบคงตัวทท่ี กุ ๆ อนุภาคทีเ่ คลอ่ื นทผี่ า่ นจดุ ใดจุดหน่ึงจะมีการเคลื่อนท่ี
ไปตามแนวท่ีมีอนุภาคบางตวั ไดเ้ คลื่อนท่ไี ปก่อนหน้านั้นแล้ว เรียกวา่
(แนวการตอบ การไหลแ่ บบเปน็ ช้นั (Laminar flow))
5) จงบอกลักษณะของของไหลในอดุ มคติ
(แนวการตอบ 1. ไม่มีความหนดื หรอื แรงเสยี ดทานภายในระหวา่ งช้ันของของไหล 2. ไม่
สามารถอัดตวั ได้ ทาใหค้ วามหนาแนน่ ของของไหลมีค่าคงตวั
3. ไหลสมา่ เสมอ (steady flow) คือ ทต่ี าแหน่งใดตาแหนง่ หน่งึ ในของไหลความเร็วและความดันของของ
ไหล มคี ่าคงตวั และ 4. ไหลโดยไมห่ มุน กลา่ วคอื ของไหลไม่มลี ักษณะการไหลเชีย่ วและไมม่ ีการไหลวน
เกดิ ขึ้น))
3.3 ครูและนกั เรียนร่วมกนั อภปิ รายจนได้ข้อสรุป เร่ือง สมการความต่อเนอ่ื ง
ขัน้ ท่ี 4 ขั้นขยายความรู้
4.1 ครูให้ความรูเ้ พม่ิ เติมเกี่ยวกบั ข้อสังเกต ในหนังสือเรียน หนา้ 240
4.2 ครูใหค้ วามรเู้ พิม่ เติมเกี่ยวกับปญั หา ข้อ 24 ในหนังสือเรยี น หนา้ 252
ขั้นท่ี 5 ขั้นประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจใบงาน เรอ่ื ง สมการความต่อเน่ือง
5.2 ครตู รวจสมุดนักเรยี นในการตอบคาถามตรวจสอบความเข้าใจ 17.4 ข้อ 1 และแบบฝึกหดั
17.4 ข้อ 1
6. สือ่ การเรียนรู้/แหลง่ เรียนรู้
6.1 หนงั สือเรยี นรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ช้นั มัธยมศึกษาปีท่ี 6 เลม่ 5
(ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560)
6.2 ใบความรู้ เรอื่ ง สมการความต่อเน่ือง
6.3 ใบงาน เรื่อง สมการความตอ่ เนื่อง
6.4 อนิ เทอร์เนต็
6.5 ห้องสมุด
88
7. การวัดและประเมนิ ผล วิธีการวดั เครือ่ งมือ เกณฑก์ ารประเมนิ
จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
1) ตรวจใบงาน เร่ือง 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นสามารถ
ด้านความรู้ (K) สมการความต่อเน่ือง ทากิจกรรม ตอบคาถามได้
1) นกั เรยี นอธบิ ายสมการความต่อเน่ืองได้ 2) ใบงาน เร่ือง ระดับดี ผา่ นเกณฑ์
สมการความต่อเน่ือง
ด้านกระบวนการ (P)
1) นกั เรียนคานวณหาปรมิ าณต่าง ๆ ที่ 1) ตรวจสมุดนักเรยี น 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นสามารถ
เก่ียวขอ้ งได้
ในการตอบคาถาม ทากจิ กรรม ทาแบบฝกึ หดั ได้
ดา้ นคุณลักษณะ (A)
1) ใฝเ่ รียนร้แู ละมุง่ มั่นในการทางาน ตรวจสอบความเข้าใจ 2) คาถามตรวจสอบ ระดับดี ผา่ นเกณฑ์
17.4 ขอ้ 1 และ ความเข้าใจ 17.4 ขอ้
แบบฝึกหดั 17.4 ข้อ 1 1 และแบบฝกึ หัด
17.4 ข้อ
1) ตรวจใบงาน เรือ่ ง 1) แบบประเมินการ 1) นักเรยี นทาภาระ
สมการความต่อเนื่อง ทากิจกรรม งานทีไ่ ดร้ ับมอบหมาย
2) ตรวจสมดุ นกั เรียน 2) ใบงาน เรอื่ ง ไดร้ ะดับดี ผา่ นเกณฑ์
ในการตอบคาถาม สมการความต่อเน่ือง
ตรวจสอบความเขา้ ใจ 3) คาถามตรวจสอบ
17.4 ข้อ 1 และ ความเขา้ ใจ 17.4 ข้อ
แบบฝึกหัด 17.4 ข้อ 1 1 และแบบฝึกหัด
17.4 ข้อ
89
ช่ือ ชัน้ เลขท่ี อ
ใบงาน เรอื่ ง สมการความตอ่ เนอ่ื ง อ
คาชแี้ จง จงตอบคาถามต่อไปน้ีให้ถูกต้องครบถว้ น
1) การไหลของของไหลท่ีไมม่ ีการอัดตัวความหนาแนน่ จึงมคี ่าคงตวั เทา่ กับคา่ ใด
ตอบ ของไหลในท่ออนั หนงึ่ ลักษณะ
2) เนือ่ งจากของไหลเปน็ ชนิดที่อดั ไม่ได้ ความหนาแนน่ จึงมีคา่ คงตวั และไม่มีของไหลเข้าหรอื ออกจากท่อในช่วง
จากตาแหน่ง 1ถึง 2 ดังนั้นมวลของของไหลท่ีผ่านพ้นื ท่ีหน้าตัดใด ๆ ต่อเวลาจะมคี า่ เทา่ กันหรือไม่ แล้ว
ไดส้ มการอย่างไร
ตอบ มคี ่าเท่ากัน ∆ 1 = ∆ 2 ด
∆ ∆
3) สมการความต่อเนื่อง (Continuity equation) คือ อ
ตอบ 1 1 = 2 2
4) อัตราการไหลมีคา่ คงตวั แสดงถงึ ความต่อเนื่องของการไหล เรียกวา่ อ
ตอบ สมการความต่อเน่ือง (Continuity equation)
5) อัตราการไหลมีคา่ คงตัว สามารถเขยี นได้อีกรปู คือ อ
ตอบ = คา่ คงตวั
90
ช่ือ ช้ัน เลขท่ี อ
เฉลยใบงาน เรอ่ื ง สมการความต่อเน่ือง อ
คาชี้แจง จงตอบคาถามต่อไปน้ีใหถ้ กู ต้องครบถว้ น
1) การไหลของของไหลท่ีไม่มีการอัดตวั ความหนาแน่นจงึ มคี ่าคงตัวเท่ากับคา่ ใด
ตอบ ของไหลในท่ออนั หนง่ึ ลักษณะ
2) เน่อื งจากของไหลเปน็ ชนิดท่ีอดั ไม่ได้ ความหนาแน่นจึงมีคา่ คงตวั และไม่มีของไหลเข้าหรอื ออกจากท่อในช่วง
จากตาแหนง่ 1ถงึ 2 ดังน้นั มวลของของไหลทีผ่ า่ นพ้นื ทห่ี นา้ ตัดใด ๆ ต่อเวลาจะมคี า่ เทา่ กันหรือไม่ แล้ว
ได้สมการอย่างไร
ตอบ มีคา่ เทา่ กัน ∆ 1 = ∆ 2 ด
∆ ∆
3) สมการความตอ่ เนื่อง (Continuity equation) คือ อ
ตอบ 1 1 = 2 2
4) อตั ราการไหลมีค่าคงตวั แสดงถงึ ความต่อเน่ืองของการไหล เรยี กว่า อ
ตอบ สมการความต่อเนือ่ ง (Continuity equation)
5) อัตราการไหลมีค่าคงตัว สามารถเขียนได้อีกรูป คือ อ
ตอบ = คา่ คงตวั
91
92
แผนการจัดการเรียนรู้ ที่ 40
รายวิชาวิทยาศาสตรเ์ พม่ิ เติม(ฟสิ กิ ส)์ ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 6
หนว่ ยการเรยี นรทู้ ี่ 17 ของแข็งและของไหล เวลา 26 ช่วั โมง
เร่อื งที่ สมการแบรน์ ลู ลี เวลา 2 ชว่ั โมง
ภาคเรียนท่ี 1
ครผู ู้สอน นายปญั ญา ฮวดไชย
1. สาระสาคญั
พฤติกรรมการไหลของของไหลสามารถทาให้ง่ายต่อความเข้าใจด้วยของไหลอุดมคติ ซ่ึงมีลักษณะ ดังนี้
อย่างสม่าเสมอหรือที่ตาแหน่งใดตาแหน่งหนึ่งในของไหลความเร็วและความดันคงตัว ไม่มีแรงหนืด บีบอัดไม่ได้
หรือมีความหนาแน่นคงตัว และไหลโดยไม่หมุนวน อนุภาคของของไหลเคล่ือนท่ีไปตามสาย กระแสท่ีไม่ตัดกัน
ปริมาตรของของไหลท่ีผ่านพ้ืนท่ีหน้าตัดในหนึ่งหน่วยเวลาเป็นอัตราการไหล (Flow rate) ตามสมการความ
ตอ่ เนือ่ ง (Continuity equation) = ค่าคงตัว
เมื่อของไหลมีการไหลในท่อ ผลรวมของความดัน พลังงานจลน์ต่อหนงึ่ หนว่ ยปริมาตรและพลังงานศักย์โน้ม
ถว่ งต่อหน่ึงหน่วยปรมิ าตร มีค่าคงตัวเสมอ ซง่ึ เป็นไปตาม สมการแบร์นูลลี ดังนี้ + 1 2 + ℎ = ค่าคงตัว
2
สามารถนาไปอธิบายการไหลของของเหลวทีไ่ หลออกจากรรู ว่ั ของภาชนะ เครื่องฉดี น้า และอากาศทเ่ี คลอ่ื นที่ผ่านปีก
เครอื่ งบิน
2. ผลการเรยี นรู้
15. อธิบายสมบัติของของไหลอุดมคติ สมการความต่อเน่ือง และสมการแบร์นูลลี รวมท้ังคานวณปริมาณ
ต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง และนาความรู้เก่ียวกับสมการความต่อเนื่องและสมการแบร์นูลลีไปอธิบายหลักการทางานของ
อปุ กรณต์ า่ ง ๆ
3. สาระการเรียนรู้
3.1 ความรู้
สมการแบรน์ ลู ลี
พิจารณาของไหลอดุ มคติท่ีไหลผ่านสองตาแหน่งในทออันหนง่ึ ที่มีระดับความสูงต่างกันและมขี นาด
ของท่อต่างกนั ความสัมพันธ์ของปริมาณตา่ ง ๆ ของของไหลขณะผ่านทอ่ ที่ตาแหนง่ ทั้งสอง ดังนี้
เร่ิมจากพิจารณาของไหลเริ่มต้นไหลจากตาแหน่งสูง 1จากระดับอ้างอิงในช่วงเวลา ∆ ผ่าน
พื้นทีห่ น้าตัด 1ดว้ ยความเร็ว 1 ได้ระยะ ∆ 1 และมปี รมิ าตร ∆ 1ดงั แสดงในรปู 17.22 ก.
ในช่วงเวลา ∆ เดียวกัน จะมีการไหลท่ีตาแหน่งสูง 2จากระดับอ้างอิง ผ่านพื้นที่หน้าตัด 2
ดว้ ยความเร็ว 2 ได้ระยะ ∆ 2 และมปี รมิ าตร ∆ 2 ดังรูป 17.22 ข.
93
เนื่องจากของไหลในอุดมคติไม่สามารถอัดได้ ดังนั้นของไหลท่ีเคลื่อนที่ผ่านตาแหน่งทั้งสองจะมี
ปริมาตร ∆ เท่ากัน และมีมวล ∆ เท่ากัน ตามสมการ ∆ = ∆ พิจารณาการเปล่ียนแปลง
พลังงานได้ดังนี้
รปู 17.22 แสดงการไหลของของไหลในท่อท่มี ีพ้นื ที่หน้าตดั ไมค่ งตัวและไหลจาก
3.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสื่อสาร (อา่ น ฟัง พดู เขยี น)
2) ความสามารถในการคดิ (สงั เกต วเิ คราะห์ จัดกลุ่ม สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4. จดุ ประสงค์การเรียนรู้
จุดประสงคการเรยี นรู้ รายละเอียด
ดา้ นความรู้ 1. นักเรียนอธบิ ายสมการแบรน์ ูลลีได้
(K: Knowledge) 2. นกั เรยี นอธบิ ายหลักการทางานของอปุ กรณ์ต่าง ๆ โดยใช้สมการ
ดา้ นทกั ษะกระบวนการ ความต่อเนื่องและสมการแบร์นลู ลไี ด้
(P: Process) 3. นกั เรียนคานวณหาปริมาณตา่ ง ๆ ท่ีเกย่ี วข้องได้
ดา้ นคุณลักษณะที่พงึ
ประสงค์ (A: Attitude) 4. ใฝเ่ รยี นรู้และม่งุ มน่ั ในการทางาน
5. กิจกรรมการเรยี นรู้
ขั้นที่ 1 ขนั้ สรา้ งความสนใจ
1.1 ครูนาเขา้ สู่หวั ขอ้ 17.4.3 เรือ่ ง สมการแบรน์ ลู ลี โดยทบทวนการไหลของของเหลวในท่อที่มี
ปลายทงั้ สองอยใู่ น ระดบั เดยี วกัน มพี น้ื ทีห่ น้าตัดต่างกนั อธบิ ายการไหลด้วยสมการต่อเนือ่ ง
94
1.2 จากนนั้ ยกสถานการณ์ของเหลวในท่อท่ปี ลายทง้ั สองอยู่ในระดับต่างกนั พื้นที่หน้าตัดต่างกนั
แล้วตง้ั คาถามใหน้ ักเรียนตอบ ดงั น้ี
1) การไหลของของเหลวในท่อ นีจ้ ะอธิบายได้อย่างไร
2) อัตราเร็วการไหลของของเหลวสมั พนั ธ์กับความสูงของปลายทอ่ หรอื ไม่ อย่างไร
(ครูเปดิ โอกาสให้นกั เรยี นแสดงความคดิ เหน็ อย่างอสิ ระ ไม่คาดหวังคาตอบที่ถกู ต้อง)
ข้ันที่ 2 ข้นั สารวจและค้นหา
2.1 ครนู านกั เรียนทุกคนศึกษารปู 17.22 และศกึ ษาเนอ้ื หา เร่ือง สมการแบร์นลู ลี ตาม
รายละเอยี ดในหนังสอื เรียน หนา้ 241-242 จนได้สมการท่ีเกี่ยวขอ้ ง
2.2 ครนู านกั เรยี นศึกษาปัญหา ขอ้ 25 ในหนังสือเรยี น หน้า 252 อยา่ งละเอยี ด
2.3 นักเรยี นทาใบงาน เรอ่ื ง สมการแบรน์ ูลลี
2.4 นักเรียนทาปัญหา ข้อ 25 ในหนงั สือเรียน หนา้ 252 ลงในสมดุ (โดยครูเปลยี่ นตวั เลขในโจทย์
ปญั หา)
ขั้นท่ี 3 ขัน้ อธบิ ายและลงขอ้ สรุป
3.1 ครสู ุม่ นกั เรยี น 2 คน ออกมาเฉลยแบบฝึกหดั หนา้ ชนั้ เรยี น
3.2 ครนู านกั เรยี นอภปิ รายเพ่ือนาไปสกู่ ารสรปุ โดยใชค้ าถามต่อไปนี้
1) 2 = − 2∆ จากสมการ 2 เป็นลบเนอื่ งจากอะไร (แนวการตอบ 2 เป็น
ลบเน่อื งจาก แรง 2 มีทศิ ตรงขา้ มกับการเคลอื่ นทีข่ องของไหล)
2) ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งงานและพลงั งานกล่าวว่าอยา่ งไร (แนวการตอบ งานทงั้ หมดที่
กระทาตอ่ ระบบเท่ากบั พลังงานจลนร์ วมของระบบท่เี ปล่ียนไป)
3) จงอธิบายความหมายของสมการแบรน์ ลู ลี (แนวการตอบ ผลรวมของความดนั พลังงาน
จลน์ตอ่ หนึง่ หน่วยปริมาตรและพลังงานศกั ยโ์ น้มถว่ งต่อหน่ึงหนว่ ยปริมาตร ณ ตาแหนง่ ใด ๆ ภายในทอ่ ท่ี
ของไหลผา่ น มีค่าคงตวั เสมอ)
4) จาก ข้อ 3) คา่ คงตวั สามารถเขียนได้อีกรปู คือ (แนวการตอบ + 1 2 +
2
h = คา่ คงตวั )
5) การประยกุ ตใ์ ชส้ มการแบร์นูลลีเพอื่ หาความเร็วของของเหลวท่ีไหลพุง่ ออกจากถังหรือ
ภาชนะทร่ี ั่ว เรียกว่า (แนวการตอบ กฏของตอรร์ ีเชลลี (Torricell's theorem))
6) จากภาพลักษณะของเคร่ืองพ่นละอองน้า เครื่องทางานโดยอาศัยหลักการแบร์นูลลี
อยา่ งไร (แนวการตอบ เม่ือบบี หรือกดยางที่ตาแหนง่ ทาให้อากาศไหลไปในท่อดว้ ยอตั ราเร็วสงู ทาใหเ้ กิด
ความดันต่า 2 เหนือท่อแนวดิ่ง น้าในขวดจึงถูกดันขึ้นมาตามท่อเพราะความดันของเหลวที่ผิวหน้าของ
ขวดมีความดนั 1 เท่ากับความดนั บรยากาศ ( 1 > 2) นา้ ที่ไหลมาในท่อแนวนอนถูกอากาศดันออกไป
ตามท่อ)
7) สมการของแบร์นูลลีใชอ้ ธบิ ายเกยี่ วกับปกี เครื่องบนิ อย่างไร (แนวการตอบ อธิบายการ
เกิดแรงยกของปกี เครื่องบนิ ขณะเคร่ืองบินเคล่อื นท่ี จะมีอากาศเคลื่อนผา่ นปีกเครอื่ งบิน โดยอากาศบริเวณ
95
ดา้ นบนของปีกเครอื่ งบนิ มอี ัตราเร็วสงู กว่าอตั ราเร็วของอากาศบรเิ วณผวิ ปีกด้านล่าง และความดนั ของ
อากาศท่ีผิวปีกด้านบนน้อยกวา่ ที่ผิวปีกด้านล่างจึงเปน็ ผลให้เกิดแรงยกขึ้นกระทาที่ปีกเครื่องบิน)
3.3 ครูและนกั เรียนรว่ มกนั อภปิ รายจนไดข้ ้อสรุป เร่ือง สมการแบร์นูลลี และการประยุกต์ใช้
สมการแบรน์ ลู ลี
ขั้นที่ 4 ข้นั ขยายความรู้
4.1 ครูใหค้ วามรู้เพิ่มเติมเก่ยี วกบั ชวนคดิ ในหนังสอื เรียน หน้า 245
ขน้ั ท่ี 5 ข้นั ประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจใบงาน เรอ่ื ง สมการแบร์นลู ลี
5.2 ครตู รวจสมุดนกั เรียนในการทาแบบฝึกหัด จานวน 1 ข้อ
6. สือ่ การเรยี นร้/ู แหลง่ เรียนรู้
6.1 หนังสือเรยี นรายวชิ าเพิ่มเตมิ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ กิ ส)์ ช้ันมธั ยมศึกษาปีที่ 6 เลม่ 5
(ฉบับปรับปรงุ พ.ศ.2560)
6.2 ใบงาน เรือ่ ง สมการแบร์นูลลี
6.3 อินเทอรเ์ นต็
6.4 ห้องสมุด
7. การวดั และประเมินผล
จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ วิธีการวดั เครอ่ื งมือ เกณฑ์การประเมนิ
ด้านความรู้ (K)
1) นักเรียนอธิบายสมการแบร์นลู ลไี ด้ 1) ตรวจใบงาน เรือ่ ง 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรียนสามารถ
2) นักเรียนอธิบายหลักการทางานของ สมการแบร์นลู ลี ทากจิ กรรม ตอบคาถามได้
อุปกรณ์ต่างๆ โดยใช้สมการความต่อเนื่อง 2) ใบงาน เรือ่ ง ระดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
และสมการแบร์นูลลีได้ สมการแบรน์ ลู ลี
ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นกั เรยี นคานวณหาปรมิ าณตา่ ง ๆ ท่ี 1) ตรวจสมดุ นักเรียน 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรยี นสามารถ
เก่ยี วขอ้ งได้ ในการทาแบบฝึกหัด ทากิจกรรม ทาแบบฝึกหดั ได้
จานวน 1 ข้อ 2) แบบฝกึ หดั ระดบั ดี ผ่านเกณฑ์
จานวน 1 ข้อ
ดา้ นคุณลักษณะ (A)
1) ใฝเ่ รยี นรู้และมงุ่ ม่นั ในการทางาน 1) ตรวจใบงาน เร่อื ง 1) แบบประเมินการ 1) นักเรียนทาภาระ
สมการแบร์นลู ลี ทากิจกรรม งานทไ่ี ดร้ ับมอบหมาย
2) ตรวจสมุดนักเรยี น 2) ใบงาน เรือ่ ง ไดร้ ะดับดี ผา่ นเกณฑ์
ในการทาแบบฝึกหดั สมการแบรน์ ลู ลี
จานวน 1 ขอ้ 3) แบบฝกึ หัด
96
จานวน 1 ขอ้
ชอ่ื ชน้ั เลขท่ี อ
ใบงาน เร่ือง สมการแบร์นลู ลี
คาช้แี จง จงตอบคาถามต่อไปนี้ใหถ้ กู ต้องครบถ้วน
1) 2 = − 2∆ จากสมการ 2 เป็นลบเนอื่ งจากอะไร
ตอบ ผลรวมของความดนั พลงั งานจลนต์ ่อหน่ึงหนว่ ยปรมิ าตรและพลงั งานศักยโ์ นม้ ถ่วงต่อหนง่ึ หน่วยปริมาตร
ณ ตาแหน่งใด ๆ ภายในท่อที่ของไหลผา่ น มคี า่ คงตัวเสมอ อ
2) ความสัมพันธร์ ะหว่างงานและพลังงานกล่าวว่าอยา่ งไร
ตอบ ผลรวมของความดันพลงั งานจลน์ตอ่ หนง่ึ หน่วยปรมิ าตรและพลงั งานศักย์โนม้ ถว่ งต่อหนง่ึ หนว่ ยปรมิ าตร
ณ ตาแหน่งใด ๆ ภายในท่อที่ของไหลผา่ น มีคา่ คงตวั เสมอ อ
3) จงอธิบายความหมายของสมการแบรน์ ลู ลี
ตอบ ผลรวมของความดันพลงั งานจลนต์ อ่ หน่งึ หนว่ ยปรมิ าตรและพลังงานศักย์โนม้ ถ่วงต่อหน่ึงหน่วยปริมาตร
ณ ตาแหน่งใด ๆ ภายในท่อท่ีของไหลผา่ น มคี า่ คงตวั เสมอ อ
4) จาก ข้อ 3) ค่าคงตัว สามารถเขยี นไดอ้ ีกรปู คือ
ตอบ ผลรวมของความดันพลงั งานจลนต์ อ่ หนึง่ หนว่ ยปรมิ าตรและพลงั งานศักย์โน้มถ่วงต่อหนง่ึ หนว่ ยปริมาตร
ณ ตาแหน่งใด ๆ ภายในท่อท่ขี องไหลผ่าน มีคา่ คงตวั เสมอ อ
5) การประยุกตใ์ ช้สมการแบรน์ ลู ลเี พื่อหาความเร็วของของเหลวที่ไหลพงุ่ ออกจากถังหรือภาชนะท่รี ่ัว เรียกว่า
ตอบ ผลรวมของความดนั พลงั งานจลน์ตอ่ หนง่ึ หนว่ ยปริมาตรและพลงั งานศักย์โน้มถว่ งต่อหนง่ึ หน่วยปริมาตร
ณ ตาแหนง่ ใด ๆ ภายในท่อที่ของไหลผา่ น มีคา่ คงตวั เสมอ อ
6) จากภาพลกั ษณะของเครือ่ งพ่นละอองนา้ เครื่องทางานโดยอาศัยหลกั การแบรน์ ูลลีอยา่ งไร
ตอบ เม่ือบบี หรือกดยางที่ตาแหน่ง ทาให้อากาศไหลไปในทอ่ ดว้ ยอัตราเรว็ สงู ทาให้เกิดความดนั ตา่ 2 เหนอื ท่อ
แนวดิง่ นา้ ในขวดจึงถูกดันขึ้นมาตามท่อเพราะความดนั ของเหลวทผ่ี วิ หนา้ ของขวดมีความดนั 1 เทา่ กับความดนั
7) สมการของแบร์นูลลีใช้อธบิ ายเกย่ี วกบั ปีกเคร่ืองบินอย่างไร
97
ตอบ อธิบายการเกดิ แรงยกของปกี เครอื่ งบนิ ขณะเคร่ืองบินเคลื่อนที่ จะมีอากาศเคลื่อนผา่ นปกี เครือ่ งบิน โดย
อากาศบริเวณด้านบนของปกี เครอ่ื งบิน มีอัตราเร็วสงู กวา่ อัตราเรว็ ของอากาศบรเิ วณผิวปีกดา้ นลา่ ง และความ