แผนการจัดการเรียนรู้

97

- นกั กายกรรมหนกั 750 นวิ ตนั ไต่เชือกดว้ ยความเรว็ คงตัว ซึง่ สงู 5 เมตร ในเวลา
25 วินาที จงหากำลังที่นักกายกรรมใชใ้ นการไตเ่ ชือก (ให้ g = 10 m/s2)

KW DL

โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ใหห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบทีไ่ ด้

ทราบบ้าง มีวธิ กี ารอะไร ใชว้ ธิ อี ะไร กระบวนการแก้โจทย์

ไดบ้ ้าง ปญั หา

โจทย์ให้ : โจทย์ถาม : วธิ กี ารแกป้ ญั หา : คำตอบ :

W = 750 N P = ? P = 750(5) กำลงั ท่ีใช้ในการไตเ่ ชือก
H=5m เท่ากบั 150 วตั ต์
25

t = 25 s วิธกี าร : = 150 watt

ℎ
= =

5.6 ขั้นประเมินผล (Evaluation)
1. นักเรียนรว่ มกนั ตอบคำถามเพอ่ื ตรวจสอบความเขา้ ใจ ดงั น้ี
- งานในทางฟิสิกส์มีความหมายว่าอย่างไร (แนวคำตอบ : ในทางฟิสิกส์ งาน

(work) คือ ผลคูณของแรงกับการขจัดที่อยู่ในแนวเดียวกันเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น จูลหรือ
นิวตนั -เมตร (J , N-m))

2. ครูให้นักเรยี นทำใบความรู้ที่ 5.1 โดยเฉลยคำตอบและอภิปรายคำตอบร่วมกนั

5.7 ขน้ั นำความรูไ้ ปใช้ (Extension)
1. ครูให้นักเรียนยกตัวอย่างเพิ่มเติมว่างานที่มีค่าเป็นบวกและงานที่มีค่าเป็นลบใน

ชวี ิตประจำวนั มอี ะไรบา้ ง (แนวคำตอบ : งานของแรงในแนวระดบั ทลี่ ากวัตถุให้เคล่ือนที่ไปตามพ้ืนระดับมี
ค่าเป็นบวก งานของแรงดึงถงุ ทรายให้ขึ้นในแนวดิง่ มีคา่ เปน็ บวก งานของแรงดงึ ถุงทรายให้เคลื่อนท่ีลงจาก
ที่สูงมีคา่ เปน็ ลบ งานของแรงทีต่ ้านให้วัตถเุ คลือ่ นท่ีชา้ ลงมีคา่ เปน็ ลบ) ครูเนน้ เพิ่มเติมวา่ งานท่ีเกิดจากแรง
ที่มีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุจะเป็นลบเสมอ เครื่องหมายบวกและลบของงานมิได้
เปน็ สิ่งแสดงทศิ ทางของงาน เพราะงานเปน็ ปริมาณสเกลารจ์ ึงไม่มีทิศทาง

6. วสั ดุอปุ กรณ์ สอ่ื การเรยี นการสอน และแหลง่ การเรยี นรู้
1. หนังสือเรียนรายวชิ าเพมิ่ เตมิ วิทยาศาสตร์ ฟิสกิ ส์ เลม่ 2
2. ใบความรทู้ ่ี 5.1 เร่ือง งานและกำลัง
3. โครงการสอนออนไลน์ – Project 14 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

(สสวท.)

98

7. วิธกี ารวัดและการประเมินผล

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ การวัดผล การประเมินผล

1. บอกความหมายของงาน วิธกี ารวัด เครอ่ื งมือวัด - ผา่ น 80%
ในวิชาฟิสิกส์ได้ (K) - ระดบั ดีขน้ึ ไป
- ตรวจ ใบความรทู้ ่ี 5.1 - ตรวจ ใบความรู้ที่ 5.1
เรื่อง งานและกำลงั เรอ่ื ง งานและกำลัง

2. บอกความหมายของ - ตรวจ ใบความร้ทู ่ี 5.1 - ตรวจ ใบความรู้ที่ 5.1 - ผ่าน 80%
งานที่มีค่าเปน็ บวก เปน็ ลบ เรอ่ื ง งานและกำลัง เรอ่ื ง งานและกำลัง - ระดับดขี ้ึนไป
หรือศูนยไ์ ด้ (K)
- ตรวจ ใบความรู้ที่ 5.1 - ตรวจ ใบความรู้ท่ี 5.1 - ผา่ น 80%
3. บอกความหมายของ เร่อื ง งานและกำลงั เรอ่ื ง งานและกำลัง - ระดับดีข้นึ ไป
กำลงั และความสัมพนั ธ์
ระหว่างกำลงั กับงานได้ (K) - ตรวจ ใบความร้ทู ี่ 5.1 - ตรวจ ใบความรทู้ ี่ 5.1 - ผ่าน 80%
เรอ่ื ง งานและกำลงั เรื่อง งานและกำลัง - ระดบั ดีขึ้นไป
4. สามารถ
คำนวณงานทเี่ กดิ จากแรง - ตรวจ ใบความรู้ที่ 5.1 - ตรวจ ใบความรทู้ ่ี 5.1 - ผ่าน 80%
คงตวั ได้ (P) เรือ่ ง งานและกำลัง เรอื่ ง งานและกำลัง - ระดับดขี ึ้นไป

5. วิเคราะห์และคำนวณ - ตรวจ ใบความรทู้ ่ี 5.1 - ตรวจ ใบความรู้ที่ 5.1 - ผ่าน 80%
งานของแรงคงตัวจาก เร่ือง งานและกำลงั เรอื่ ง งานและกำลงั - ระดับดีขึน้ ไป
สมการและพื้นที่ใต้กราฟ
ระหว่างแรงกับตำแหน่งได้
(P)
6 คำนวณหาปริมาณท่ี
เกยี่ วขอ้ งกบั กำลังได้ (P)

7. ทำงานร่วมกับผู้อ่ืนอยา่ ง - การสงั เกต - แบบประเมิน - ระดบั ดขี ้ึนไป
สรา้ งสรรค์ ยอมรับความ พฤติกรรม
คดิ เห็นของผอู้ น่ื ได้ (A)

99

แบบบันทกึ หลังสอน

แผนการจัดการเรียนรทู้ ี่ 6

ผลการจัดการเรยี นการสอน
1. ด้านความรู้ (K)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. ด้านทกั ษะกระบวนการ (P)
………………………………………………………..............................................................………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. ดา้ นคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ปญั หาและอปุ สรรคในการจัดการเรยี นการสอน
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

แนวทางแก้ไขปัญหา
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื ……………………………… ……… ลงชอ่ื ………………………………………………
(……………………………………….…………) (นางสาวกัญญาณฐั จำเริญภักด์ิ)
………/………/………. ครูผ้สู อน

100

ความคดิ เห็นและขอ้ เสนอแนะของครูพี่เลยี้ ง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชื่อ………………………………… ลงชอ่ื ……………………..…………………………
(……………………………………….…………) (นางสุภาพร สงิ ห์นลนิ ธร)
………/………/………. ครพู ีเ่ ลย้ี ง

ความคิดเหน็ และขอ้ เสนอแนะของหัวหนา้ กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื ………………………………… ลงช่ือ……………………..…………………………
(……………………………………….…………) (นายธรี ะพงษ์ พลสูงเนิน)
………/………/……….
หวั หนา้ กลุม่ สาระการเรยี นรูว้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ความคดิ เห็นและขอ้ เสนอแนะของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ท่ไี ด้รบั มอบหมาย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอื่ ………………………………… ลงชอ่ื ……………………..…………………............)
(……………………………………….…………) (นายราเชนทร์ พมุ่ แจ้)
………/………/……….
รองผอู้ ำนวยการโรงเรียนอดุ รพชิ ัยรักษพ์ ิทยา

101

แบบประเมนิ พฤตกิ รรมนกั เรยี นช้ันมัธยมศกึ ษาปีที่ 4/6

แผนการจัดการเรยี นรูท้ ี่ 5 เร่ือง งานเนื่องจากแรงคงตัว
คำชี้แจง : ใหผ้ ู้สอนประเมนิ พฤติกรรมการเรยี นของผู้เรียนลงในตารางตามหวั ข้อที่กำหนดให้

รายการประเมิน สรปุ ผล
การประเมนิ

เลข ช่ือ - สกุล ความ ่รวม ืมอในการทำ รวม ไม่
ที่ กิจกรรม (3) คะแนน ผ่าน
(12) ผา่ น
การแสดงความ ิคดเห็น
ตอบคำถาม (3)

ีมความเพียรพยายาม (3)
ความ ้ัตงใจทำงาน (3)

1 นายกฤตานนท์ ภาโนมัย
2 นายนพรัตน์ โคตรชมภู
3 นายบรรพต ทองเหลก็
4 นายดนุชา มขุ ะกงั
5 นายพีรพัฒน์ ดีสเกษ
6 เดก็ ชายฐปนวัฒน์ พรหมสารา
7 นายกฤษฎา ธะราวุฒิ
8 นายกษดิ ิศ ถึงศรปี ั้น
9 นายก้องภพ ศรีบุรินทร์
10 นายชินดนยั ยงยืน
11 นายปฏภิ าณ ตะหนอ่ ง
12 นายพรหมวจิ ักขณ์ พสชุ าธัญภทั ร์
13 นายพัชรพล บตุ รเลน
14 นายพิชิตพล ภานนท์
15 นายภควัต หมู่โยธา
16 นายภรี ภัทธ์ ขำสม
17 นายไวทนิ ธญั ธรทิวฒั น์
18 นายสรวิศ บุญสอาด
19 นายอนุการต์ มงคลเพญ็
20 นายอภิวชิ ญ์ ด้วงนิล
21 นายอัศนยั จิตกลาง
22 นางสาวปาริฉัตร คำภาษี
23 นางสาวบญุ พทิ ักษ์ ศรีแกว้
24 นางสาวปทุมมา ดวงมาลา

102

รายการประเมนิ สรปุ ผล
การประเมนิ

เลข ช่อื - สกุล ความ ่รวม ืมอในการทำ รวม ไม่
ท่ี กิจกรรม (3) คะแนน ผา่ น
(12) ผ่าน
การแสดงความ ิคดเห็น
ตอบคำถาม (3)

ีมความเพียรพยายาม (3)
ความ ้ัตงใจทำงาน (3)

25 นางสาวกรวีร์ บัวชา

26 นางสาวกณั ฐกิ า ไชยเลิศ

27 นางสาวจิราพร ศรีสุธรรม

28 นางสาวชนเนษฎ์ พันธ์เพยี ร

29 นางสาวฐติ วิ รดา อปุ มา

30 นางสาวธิดาพร สมิ สน

31 นางสาวธติ กิ าล จันบง

32 นางสาวนภิ าพร ปดั ถาวะโร

33 นางสาวพรนภัส ศรเี สริม

34 นางสาวพรวลัย ภาอดุ ม

35 นางสาวภริ าภรณ์ แกว้ พมิ พ์ผา

36 นางสาวมยรุ ี บญุ เลิศ

37 นางสาวฤามเม วงศ์ธรรมกลู

38 นางสาววริษฐา ตนุ่ ลำ

39 นางสาวศศิกานต์ โคตรเมือง

40 นางสาวสุตาภัทร ผ่องใส

41 นางสาวเสาวลักษณ์ พระสว่าง

42 นางสาวอภญิ ญา หงษ์ทอง

43 นางสาววภิ าษณี ไกรกจิ ราษฎร์

44. นายจกั รภทั ร จนั ทร์แกว้

45. นายศักดนิ นท์ จันทรย์ ิม้

ลงช่ือ………………………………………..ผปู้ ระเมนิ
(นางสาวกัญญาณัฐ จำเริญภกั ด)์ิ
ครูผูส้ อน

103

เกณฑ์การใหค้ ะแนน ให้ 3 คะแนน
ปฏบิ ัติหรอื แสดงพฤตกิ รรมอย่างสมำ่ เสมอ ให้ 2 คะแนน
ปฏบิ ตั ิหรือแสดงพฤตกิ รรมบ่อยครัง้ ให้ 1 คะแนน
ปฏิบัติหรือแสดงพฤตกิ รรมบางคร้ัง
ไมผ่ า่ น
สรปุ เกณฑก์ ารให้คะแนน ผา่ น
คะแนนรวม 0 - 7 คะแนน
คะแนนรวม 8 - 12 คะแนน

ใบความรู้ 104

5.1 งานและกาลัง

ชอื่ -สกลุ ..................................................................................................................ชั้น................เลขที่..................

5.1.1 งาน

ในชีวิตประจำวันมนุษย์มักจะเรียกการทำกิจกรรมต่าง ๆ ว่าการทำงาน แต่การทำงานในวิชาฟิสิกส์จะมีความหมาย
แตกตา่ งไป เพราะงานในวชิ าฟิสิกสจ์ ะข้ึนกับแรงและการกระจัด เมือ่ มีแรงมากระทำต่อวัตถุแลว้ วตั ถุมีการเคลื่อนท่ีไปในทิศทาง
เดียวกับทศิ ของแรงที่มากระทำถือวา่ แรงนั้นทำให้เกดิ งาน แต่ถา้ แรงท่มี ากระทำมที ิศทางตง้ั ฉากกับทิศทางการเคลื่อนท่ีของวัตถุ
ถอื วา่ แรงน้นั ไม่ทำให้เกิดงาน

1) งานเน่อื งจากแรงคงตวั

งาน (work) ในวชิ าฟสิ ิกส์ หมายถึง ผลของการออกแรงกระทำต่อวตั ถุแลว้ ทำใหว้ ตั ถเุ คลื่อนทีไ่ ปตามแนวแรง ซึ่ง
เทา่ กบั ผลคูณระหวา่ งขนาดของแรงทกี่ ระทำต่อวตั ถกุ ับขนาดของการกระจัดทว่ี ัตถุเคล่ือนทไี่ ปตามแนวแรง โดยงานเป็น
ปรมิ าณสเกลาร์ มหี นว่ ยเป็น นวิ ตนั เมตร (N m) หรอื จลู (J)

W= งานที่เกิดจากแรงคงตัว (J) หรือ (N m)
F= ขนาดของแรงคงตวั (N)
∆x = การกระจดั (m)

- งานของแรง F มีเครื่องหมายบวก เมื่อแรง F อยใู่ นทิศทางเดียวกบั ทิศของการกระจดั

- งานของแรง F มเี คร่ืองหมายลบ เมื่อแรง F อยใู่ นทศิ ตรงข้ามกบั ทิศของการกระจดั

เชน่
งานเนอื่ งจากแรงเสียดทาน f จะเห็นว่างานในทางฟสิ ิกส์อาจมคี ่าเปน็ บวกหรือเป็นลบก็ได้ ขึน้ อยู่กบั ทศิ ทางของ

แรงและทศิ ทางของการกระจดั ทเี่ กิดข้ึน

105
ในกรณแี รงทำมุมกับแนวการเคล่ือนท่ี

จากนิยามของงานในทางฟิสิกส์ แรงกับการกระจัดที่เกิดจากแรงต้องอยู่ในแนวการเคลื่อนที่เดียวกัน ถ้าแรงกับการ
กระจัดที่เกิดจากแรงไม่ได้อยู่ในแนวการเคลื่อนที่เดียวกัน จะต้องทำให้เวกเตอร์ทั้งสองอยู่ในแนวเดียวกันโดยการแยกเวกเตอร์
องคป์ ระกอบ

วัตถุถกู แรงกระทำในทศิ ทำมมุ 0 กบั แนวการเคล่อื นที่

จากภาพ F เป็นองคป์ ระกอบของแรง F ในแนวดิง่ ซ่งึ ต้ังฉากกบั ทศิ ทางการเคลอ่ื นท่ีของวัตถุจึงไมส่ ง่ ผลต่อการ
เคลือ่ นทใี่ นแนวระดบั งานท่เี กดิ จากแรงนีจ้ งึ มีค่าเป็นศนู ย์ และ Fcosθ เปน็ องคป์ ระกอบของแรง F ในแนวระดับซึง่ ทำใหว้ ตั ถุ
เคล่อื นท่ีในแนวระดับด้วยการกระจดั ∆x
เมื่อพิจารณางานทีเ่ กิดจากแรง Fcosθ จะได้วา่

จะไดว้ ่า

W คือ งานทเ่ี กดิ จากแรงกระทำ มหี นว่ ยเป็น จูล (J)
F คือ ขนาดแรงลพั ธ์ มหี นว่ ยเปน็ นิวตนั (N)
∆x คือ ขนาดของการกระจัด มหี น่วยเป็น เมตร (m)
θ คือ มุมระหวา่ งการกระจดั กบั แรงลัพธ์ตามทศิ ทางของการกระจดั

106

เมื่อพิจารณางานทเี่ กิดจากแรงท่ที ำมุมต่าง ๆ กับแนวการเคล่อื นท่ีจะได้ ดังน้ี

แรงท่ที ำมมุ ต่าง ๆ กับแนวการเคลอ่ื นท่ี

• งานท่ีเกิดจากการออกแรงเขน็ กล่องจะมคี ่าเปน็ บวก เพราะงานทเ่ี กิดขึ้นเนอ่ื งจากแรงที่มา
กระทำอยู่ในแนวเดียวกบั การเคลอื่ นท่ีของวัตถุ และมีทศิ ทางเดียวกนั (θ = 0  )

• งานทเ่ี กดิ จากแรงเสียดทานระหวา่ งพ้นื กบั กล่องจะมีค่าเป็นลบ เพราะงานที่เกดิ เน่ืองจากแรงท่ีมา
กระทำอยใู่ นแนวเดยี วกบั การเคลอื่ นท่ีของวตั ถุ แต่มีทศิ ทางตรงกันขา้ ม (θ = 180  )

• งานทเ่ี กิดจากการถือกล่องเดินบนพืน้ ราบจะมคี ่าเปน็ ศนู ย์หรือไม่เกดิ งาน เพราะงานที่เกิดเนอื่ งจากแรงท่ีมา
กระทำอยใู่ นทิศตงั้ ฉากกบั การเคลือ่ นท่ีของวตั ถุ (θ = 90  )

ถา้ แรงกระทำกับวตั ถุมีมากกว่าหนงึ่ แรง งานรวมทเ่ี กิดข้ึนกับวตั ถุใด ๆ สามารถหาไดจ้ าก

Wtot คอื งานรวมทั้งระบบ มหี นว่ ยเปน็ จูล (J)
ΣF คือ ขนาดแรงลัพธ์ มหี นว่ ยเป็น นวิ ตัน (N)
∆x คอื ขนาดของการกระจัด มหี น่วยเปน็ เมตร (m)
θ คอื มมุ ระหว่างการกระจัดกับแรงลพั ธต์ ามทศิ ทางของการกระจดั

2) งานเนื่องจากแรงไม่คงตวั

ในกรณีท่ีแรงไม่คงตวั จะหางานไดจ้ ากพ้นื ท่ีใตก้ ราฟ หากเขยี นกราฟระหว่างแรงทกี่ ระทำตอ่ วตั ถุและตำแหน่งในแนว
เดียวกับการเคลื่อนท่ี พื้นทใ่ี ต้กราฟจะมีค่าเท่ากบั งานของแรงทก่ี ระทำต่อวัตถุ ซง่ึ หาได้ ดังนี้

1. การหางานจากพน้ื ทีใ่ ต้กราฟเม่อื แรงท่กี ระทำตอ่ วัตถุมีลกั ษณะคงตัว จากนิยามของงานเนอื่ งจากแรงคงตัวกระทำ
ตอ่ วัตถุ สามารถเขยี นกราฟแสดงความสมั พนั ธ์ระหวา่ งขนาดของแรงคงตวั กบั ตำแหนง่ ในแนวการเคล่อื นที่ของวัตถุได้ ดังภาพ
และสามารถหางานได้จากพ้นื ที่ใตก้ ราฟ

ภาพ กราฟแสดงความสมั พันธ์ระหวา่ งแรงท่กี ระทำตอ่ วตั ถมุ ีขนาดคงตวั กบั ตำแหน่งในแนวการเคล่อื นที่

107
2. การหางานจากพ้ืนที่ใต้กราฟเมือ่ แรงทีก่ ระทำตอ่ วตั ถุมีลกั ษณะไมค่ งตัว

1) แรงกระทำมีขนาดเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างสม่ำเสมอ เช่น แรงที่ใช้ในการดึงสปริงให้ยืดออกจากสภาพปกติ ซึ่ง
ก่อนดึงสปริงขนาดของแรงมีค่าเป็นศูนย์ แล้วจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อสปริงถูกดึงให้ยืดออกมากขึ้น โดยขนาดของแรงที่ใช้ในการดึง
สปริงแปรผันตามระยะยืดของสปริง สามารถเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับตำแหน่งในแนวเคลื่อนที่ได้ ดังภาพ
และสามารถหางานไดจ้ ากพืน้ ท่ใี ดก้ ราฟ ดังน้ี

2) แรงกระทำมีขนาดไมค่ งตวั หรือแรงกระทำมีขนาดเปลีย่ นแปลงตามเวลา การหาพืน้ ท่ีใตก้ ราฟทำไดโ้ ดยการแบ่ง
พ้นื ทใี่ ด้กราฟออกเป็นแถบสี่เหล่ียมผืนผ้าเล็ก ๆ โดยให้ ∆xi มขี นาดเลก็ พอท่ีจะทำให้แรง Fi มคี า่ คงตวั ตลอดช่วง ∆xi เม่ือสมมติ
วา่ Fi , กบั ∆xi, อยใู่ นทิศทางเดียวกันตลอดชว่ ง
จากรูป งานท้งั หมดจะหาได้จาก

ชว่ งของ ∆xi แคบมากจนมีค่าเขา้ ใกลศั ูนย์

ดังน้ัน งานท่เี กดิ จากช่วงตำแหนง่ ต้ังแตต่ อนตน้ (xi = 0) ถงึ ตอนสุดท้าย (xf) สามารถหาได้จาก

5.1.2 กำลงั 108

การทำงานเท่ากันในเวลาที่แตกต่างกัน ในทางฟิสิกส์ เรียกว่า อัตราการทำงาน หรือปริมาณงานที่ทำได้ในหนึ่งหน่วย
เวลา ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับกำลัง คือ งาน (W) และเวลา (t) โดยงานที่ทำในช่วงเวลาที่น้อยกว่าจะมีกำลังมากกว่า งานที่ทำใน
ช่วงเวลาท่ีมากกว่า
ถ้านาย A ทำงานได้ 200 จูล ในขณะทีน่ าย B ทำงานได้ 200 จูล จะได้ว่านาย A และนาย B ทำงานได้เท่ากัน
ถ้าหากกำหนดให้นาย A ทำงานได้ 200 จูล ในเวลา 20 วินาที และนาย B ทำงานได้ 200 จูล ในเวลา 80 วินาที จะไม่สามารถ
บอกไดว้ ่าในเวลาทีเ่ ท่ากันนาย A หรอื นาย B ใครทำงานไดม้ ากกว่ากัน
แต่ถ้าพิจารณาปริมาณงานที่นาย A และนาย B ทำในเวลาที่เท่ากัน จะสามารถบอกได้ว่าใครมีประสิทธิภาพในการทำงาน
มากกว่ากัน ซง่ึ การเปรียบเทยี บงานทีท่ ำได้ตอ่ เวลา จะเรียกว่า
กำลัง (power) ในวิชาฟิสิกส์จึงหมายถึง ปริมาณงานที่ทำได้ หรืองานที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลา หรือประสิทธิภาพในการ
ทำงานของระบบ ระบบใดทสี่ ามารถทำงานได้มากกวา่ อีกระบบหนงึ่ ถอื วา่ ระบบนั้นมีกำลงั มากกว่า โดยสามารถคำนวณหากำลัง
เฉลยี่ ไดด้ งั สมการ

Pav คอื กำลงั เฉล่ยี มีหนว่ ยเปน็ วัตต์ (W)

W คือ งานที่ทำได้ มีหนว่ ยเป็น จูล (I)

∆t คอื เวลา มีหนว่ ยเปน็ วนิ าที (s)

เพือ่ ความสะดวกในการคำนวณ สำหรบั กำลังเฉลีย่ ต่อไปน้ีเราจะใช้สญั ลักษณ์ P โดยละไวใ้ นฐานที่เขา้ ใจวา่ เปน็ Pav

แรงมา้

หน่วยของกำลังนอกจากวัตตแ์ ลว้ นยิ มบอกเปน็ แรงม้า โดยหนว่ ยแรงมา้ เปน็ การเปรยี บเทยี บหนว่ ยพลังงาน
ของเครือ่ งจักรกลสมยั ใหม่วา่ สามารถทำงานแทนพลังงานสตั ว์ได้มากน้อยเพยี งใด และเม่ือเทียบแรงมา้ ตามระบบเอสไอ
จะได้ว่า 1 แรงม้า (horse power ; hp) เทา่ กับ 746 วัตต์ ซ่ึงหมายความว่า หากใชม้ า้ 1 ตัว ปั่นไฟให้เครอื่ งกำเนิดไฟฟ้า
จะได้กระแสไฟฟา้ ออกมาตอ่ เน่ือง 746 วตั ต์ ปจั จุบนั หน่วยแรงม้านี้จะใชใ้ นการแสดงถึงกำลังของเคร่ืองยนต์หรือมอเตอร์
ไฟฟา้

การคำนวณ 109

1. ชายคนหนงึ่ ลากกลอ่ งดว้ ยแรงคงตัว 50 นิวตนั ทำให้กล่องเคล่ือนทีด่ ว้ ยความเร็วคงตัวในแนวขนานกบั พนื้ ที่มีความเสียดทาน
โดยลากไปได้ไกล 10 เมตร จงหางานของแรงทลี่ ากกล่องและงานของแรงเสียดทานทีเ่ กิดขน้ึ

K W D L
โจทยบ์ อกอะไรให้ โจทย์ใหห้ าอะไร ดำเนินการตาม คำตอบที่ได้
มวี ิธกี ารอะไร ใช้วิธอี ะไร กระบวนการแก้โจทย์
ทราบบ้าง
ไดบ้ า้ ง ปัญหา

EX2 ตน้ และไม้ออกแรงลากวัตถุไปคนละทาง โดยออกแรงพรอ้ มกนั ต้นออกแรง 30 นิวตัน และไม้ออกแรง 50 นิวตัน ทำให้
กลอ่ งเคลอื่ นท่ีไปทางไม้ 1.0 เมตร จงหารวมทีใ่ หแ้ ก่วตั ถุน้ี

K
โจทยบ์ อกอะไรให้
ทราบบา้ ง

W
โจทยใ์ ห้หาอะไร
มวี ธิ กี ารอะไร ใชว้ ิธีอะไร

ได้บา้ ง

110

D
ดำเนนิ การตาม
กระบวนการแก้โจทย์

ปัญหา

L
คำตอบทไ่ี ด้

EX3 ชาวนาคนหนึง่ ผูกเลอ่ื นรถบรรทกุ ฟืนไวก้ บั รถแทรกเตอรแ์ ละลากเลอ่ื นไป
เป็นระยะทาง 20 เมตร บนพ้ืนที่มีแรงเสยี ดทานที่พืน้ กระทำต่อรถแทรก็ เตอร์
ขนาด 3500 นิวตนั โดยเล่อื นและฟนื มีน้ำหนกั รวมกนั เทา่ กับ 14700 นวิ ตนั
หากรถแทรกเตอรล์ ากเล่ือนด้วยแรงคงตวั ขนาด 5000 นิวตัน ทำมุม 37 องศา
กบั แนวระดับ ดังรปู จงหางานสทุ ธิท่กี ระทำโดยแรงทั้งหมด

K
โจทย์บอกอะไรให้
ทราบบา้ ง

W
โจทยใ์ ห้หาอะไร
มวี ธิ ีการอะไร ใช้วธิ ีอะไร

ได้บา้ ง
D

ดำเนินการตาม
กระบวนการแกโ้ จทย์

ปัญหา

L
คำตอบทีไ่ ด้

EX4 จากรปู จงหางานเนอ่ื งจากความสมั พันธก์ ับตำแหนง่ 111

K W D L
โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ให้หาอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบท่ีได้
มวี ธิ กี ารอะไร ใช้วิธอี ะไร กระบวนการแกโ้ จทย์
ทราบบ้าง
ไดบ้ า้ ง ปัญหา

EX5 ออกแรง F กระทำต่อวัตถุมวล 50 กิโลกรมั ซ่งึ วางอยู่บนพ้นื เกล้ียงใหเ้ คลือ่ นท่ี
ในแนวระดับได้การกระจัด 15 เมตร โดยขนาดของแรง F เปลยี่ นแปลงตามตำแหน่ง
ดงั รปู จงหางานเนอื่ งจากแรง F

K W D L
โจทยใ์ ห้หาอะไร ดำเนินการตาม คำตอบทไ่ี ด้
โจทย์บอกอะไรให้ มีวิธกี ารอะไร ใชว้ ิธีอะไร กระบวนการแก้โจทย์
ทราบบา้ ง
ไดบ้ ้าง ปัญหา

EX6 จงหางานทีเ่ กิดจากแรงลพั ธ์ซง่ึ มขี นาดไม่คงตัวกระทำต่อวตั ถุมวล 20 กโิ ลกรัม
ไปตามแนวแกน x โดยเร่ิมต้นจากจุดหยุดน่งิ เคลื่อนที่ไปได้ระยะทาง 10 เมตร

K W D L
โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ให้หาอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบทีไ่ ด้
มวี ิธีการอะไร ใชว้ ธิ ีอะไร กระบวนการแกโ้ จทย์
ทราบบา้ ง
ไดบ้ า้ ง ปญั หา

112

EX7 นกั กายกรรมหนกั 750 นิวตัน ไต่เชอื กดว้ ยความเรว็ คงตวั ซึ่งสงู 5 เมตร ในเวลา 25 วินาที จงหากำลงั ท่ีนักกายกรรมใชใ้ น

การไต่เชือก (ให้ g = 10 m/s2)

KW DL

โจทยบ์ อกอะไรให้ โจทยใ์ หห้ าอะไร ดำเนินการตาม คำตอบที่ได้

ทราบบ้าง มีวิธีการอะไร ใช้วธิ ีอะไร กระบวนการแกโ้ จทย์

ได้บา้ ง ปญั หา

EX8 รถยนต์คันหน่ึงถูกเขน็ ด้วยแรงขนาด 120 นวิ ตนั และรถว่งิ ด้วยความเร็วคงตัว 5 เมตรต่อวนิ าที จงหากำลังทง้ั หมดท่ีใชใ้ น

การเขน็ รถยนต์คันนี้

KW DL

โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ให้หาอะไร ดำเนินการตาม คำตอบท่ไี ด้

ทราบบา้ ง มวี ิธีการอะไร ใชว้ ธิ ีอะไร กระบวนการแกโ้ จทย์

ไดบ้ า้ ง ปัญหา

EX9 เครอื่ งยนต์ไอพน่ สองเคร่ืองของเครื่องบินโดยสาร แต่ละเครื่องจะใหแ้ รงขบั เคลื่อนขนาด 1.79 x 105 นวิ ตนั จงหาวา่ ใน

ขณะที่เคร่ืองบนิ กำลงั บนิ ทคี่ วามเรว็ 250 เมตรต่อวนิ าที เครือ่ งยนตแ์ ตล่ ะเครื่องจะให้กำลังกแ่ี รงม้า

KW DL

โจทย์บอกอะไรให้ โจทยใ์ หห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบท่ีได้

ทราบบ้าง มวี ธิ กี ารอะไร ใชว้ ิธอี ะไร กระบวนการแก้โจทย์

ได้บ้าง ปญั หา

113

EX10 เจนเดนิ หิ้วกระเป๋ามวล 4 กโิ ลกรัม ขึ้นตึกไปยงั ช้นั 5 ภายในเวลา 50 วนิ าที ถา้ ตึกมีความสูงช้นั ละ 5 เมตร จงหากำลงั ท่ี

เจนใช้ในการหว้ิ กระเปา๋

KW DL

โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ใหห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบท่ไี ด้

ทราบบา้ ง มวี ธิ ีการอะไร ใชว้ ิธอี ะไร กระบวนการแก้โจทย์

ไดบ้ ้าง ปญั หา

114

แผนการจดั การเรยี นร้ทู ่ี 7

กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชน้ั มธั ยมศึกษาปที ี่ 4

วชิ า ฟิสกิ ส์ 2 รหัสวิชา ว31202

หน่วยการเรยี นรู้ท่ี 5 : งานและพลงั งาน เวลา 15 ช่ัวโมง

หนว่ ยยอ่ ยท่ี 2 พลังงานจลน์ เวลา 2 ชั่วโมง

ภาคเรยี นที่ 2/2564 ครูผู้สอน นางสาวกัญญาณัฐ จำเรญิ ภักด์ิ

1. สาระการเรียนร/ู้ ผลการเรยี นรู้
สาระฟสิ กิ ส์ 1. เขา้ ใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปรมิ าณและกระบวนการวัด การเคลือ่ นที่แนวตรง

แรงและกฎการเคลื่อนทีข่ องนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทาน สมดุลกลของวัตถุ งานและ
กฎการอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้ง
นำความร้ไู ปใช้ประโยชน์

ผลการเรยี นรู้
อธิบายและคำนวนณพลงั งานจลน์ พลงั งานศกั ย์ พลงั งานกล ทดลองหาความสมั พันธร์ ะหว่าง
งานกับพลังงานจลน์ ความสัมพันธ์ระหว่างงานกับพลังงานศักย์โน้มถ่วง ความสัมพันธ์ระหว่างขนาด
ของแรงที่ใช้ดึงสปริงกับระยะที่สปริงยืดออกและความสัมพันธ์ระหว่างงานกับพลังงานศักย์ยืดหยุ่น
รวมทั้งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างงานของแรงลัพธ์และพลังงานจลน์ และคำนวณงานที่เกิดขึ้นจาก
แรงลพั ธ์

2. สาระสำคญั

พลังงาน คอื สง่ิ ท่ไี มม่ ตี วั ตน แต่มีความสามารถทำงานได้

พลังงานจลน์ (kinetic energy; Ek) คือพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุอันเนื่องจากอัตราเร็วของ

วัตถุ มีขนาดเทา่ กบั งานต้านการเคล่ือนทข่ี องวตั ถจุ นหยุดนิ่ง
1
Ek = 2 mv2

3. จุดประสงค์การเรยี นรู้
3.1 อธิบายความหมายของพลังงานจลนไ์ ด้ (K)
3.2 อธิบายสรปุ ความสัมพันธร์ ะหว่างงานและพลังงานจลนไ์ ด้ (K)
3.3 ทดลองความสมั พันธ์ระหว่างงานกบั พลังงานจลนไ์ ด้ (P)
3.4 สามารถคำนวณหาพลังงานจลนข์ องวัตถุได้ (P)
3.5 ทำงานรว่ มกับผอู้ ื่นอยา่ งสรา้ งสรรค์ ยอมรับความคิดเหน็ ของผู้อ่ืนได้ (A)

4. สาระการเรยี นรู้
4.1 พลังงาน คือ ความสามารถในการทำงานได้ พลังงานเป็น ปริมาณสเกลาร์ พลังงาน

มีหลายรูปแบบ เชน่ พลงั งานความรอ้ น พลงั งานไฟฟา้ พลงั งานแสง พลงั งานเคมี พลังงานกล เป็นต้น
4.2 พลังงานจลน์ คือ พลังงานกลที่ขึ้นกับความเร็วของวัตถุ วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ด้วย

ความเรว็ จะมีพลงั งานจลน์วัตถุทีอ่ ยูน่ ิง่ จะไมม่ ีพลังงานจลน์

115

5. การจดั กิจกรรมกระบวนการเรยี นรู้
กจิ กรรมการจดั การเรยี นรู้ (ใชร้ ูปแบบวฏั จกั รการเรียนรู้ 7E เสริมด้วยเทคนิค KWDL)
5.1 ขน้ั เตรียมความพร้อม (Elicitation)
1. แจ้งจดุ ประสงค์ให้นักเรยี นทราบ
2. ครูทบทวนบทเรียนในคาบที่แล้ว เรื่อง งานและกำลัง และถามว่างานและกำลังมี

ความสัมพันธ์กับพลังงานอยา่ งไร

5.2 ขนั้ สร้างความสนใจ (Engagement)
1. ครูถามนักเรียนว่า รู้จักพลังงานอะไรบ้าง และพลังงานคืออะไร (คำตอบแบบ

ปลายเปิด)
2. ครูยกตวั อยา่ งสถานการณว์ า่ วตั ถุทอี่ ย่บู นโต๊ะถูกยกขึน้ ดว้ ยความเร็ว จะมพี ลังงานแบบ

ใดเกดิ ขึน้ บ้าง (แนวคำตอบ : พลงั งานจลนแ์ ละพลังงานศักย)์

5.3 ขน้ั สำรวจและคน้ หา (Exploration)
1. ครูให้นักเรียนทำกิจกรรม การทดลองหาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งงานกับพลังงานจลน์ ใน

หนังสือเรียนเพิ่มเติม ฟิสิกส์ 2 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 สสวท. โดยครูแนะนำก่อนทดลอง ดังนี้
- ในการปล่อยรถทดลองน้นั จะต้องปลอ่ ยจากตำแหน่งเดยี วกันทกุ คร้ัง
- เส้นเชือกที่ใช้ในการลากรถและแขวนนอต ควรให้มีความยาวพอดีที่จะทำให้รถทดลอง

อยูห่ า่ งจากปลายรางมากกวา่ 60 เซนตเิ มตรและนอตอยูส่ งู จากพนื้ มากกวา่ 60 เซนตเิ มตร ดังรปู

2. ครูบอกใหท้ ราบเกีย่ วกับระยะท่ีรถเคลื่อนที่ ∆x ซึ่งเทา่ กับ 50 เซนตเิ มตรน้ัน คือระยะที่วัด
จากแถบกระดาษ ดังนั้น จะต้องวัดจากจุดแรกบนแถบกระดาษไปเป็นระยะ 50 เซนติเมตร เพื่อการหา
อัตราเร็วของรถทดลอง เมื่อเคลื่อนที่ได้ 50 เซนติเมตร จากแถบกระดาษให้หาอัตราเร็วที่จุดบนแถบ
กระดาษทอี่ ยูใ่ กลก้ ับตำแหนง่ 50 เซนติเมตรมากทส่ี ดุ ดงั รปู

3. จับรถทดลองไว้โดยให้แถบกระดาษดงึ รถทดลอง เมอ่ื กดสวติ ซ์เครอื่ งเคาะ
สัญญาณเวลาแล้วจึงปลอ่ ยรถทดลองใหเ้ คล่ือนที่

116

5.4 ขนั้ อธบิ ายและลงข้อสรุป (Explanation)
1. ครแู ละนกั เรียนร่วมกันอภปิ รายผลการทำกจิ กรรม สรุปได้ดงั น้ี
- งานที่ทำโดยแรงดึงรถทดลองเป็นสัดส่วนตรงกับอัตราเร็วของรถยกกำลังสอง

เขียนได้ว่า
∆ ∝ 2 หรือ ∆ = 2

- ความชันของกราฟ k มีคา่ คงตวั และเท่ากับครง่ึ หนึง่ ของมวลรถ ดงั นัน้


= 2

- งานที่เกดิ จากแรงดึงรถทดลองเท่ากับพลังงานจลน์ของรถทดลอง

∆ = 1 2
2

2. ครอู ธบิ ายความรูเ้ พม่ิ เติมเกย่ี วกบั พลงั งานจลน์ ดงั น้ี
พลังงานจลน์ของวัตถุที่เปลี่ยนไปนั้นอาจจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงก็ได้ขึ้นอยู่กับทิศทางของแรง
ทมี่ ากระทำ กลา่ วคือ

- ถ้าแรงที่มากระทำมีทิศทางเดียวกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุจะทำให้พลังงานจลน์
ของวัตถุเพมิ่ ขนึ้

- ถ้าแรงที่มากระทำมีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ จะทำให้พลังงาน
จลน์ของวตั ถลุ ดลง

- เม่ือใหง้ านทเี่ ป็นบวกแกว่ ัตถุ จะทำให้พลังงานจลน์ของวตั ถเุ พิ่มขึน้ นัน่ คือ ∆Ek เป็นบวก
- เม่อื ให้งานท่เี ป็นลบแก่วัตถุ จะทำให้พลังงานจลนข์ องวัตถุลดลง น่ันคือ ∆Ek เปน็ ลบ
จะเหน็ ว่างานที่ทำให้พลงั งานจลน์ของวตั ถุลดลง เปน็ งานลบ เพราะเป็นงานของแรงต้านการ
เคลือ่ นทีน่ ัน่ เอง งานของแรงต้านอาจจะเปลี่ยนเปน็ พลงั งานชนดิ อ่นื ได้ เช่น ความร้อนทเี่ กิดข้นึ

5.5 ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) เสรมิ ดว้ ยเทคนคิ KWDL
1. แนะนำเทคนิค KWDL ให้นักเรียนทราบว่าแต่ละตัวคืออะไร นักเรียนต้องทำ

อะไรบา้ ง ระหว่างการเรยี น วธิ ีหาคำตอบปกตเิ พือ่ เชอ่ื โยงเขา้ สเู่ ทคนิค KWDL โดยมขี น้ั ตอนดงั น้ี
ขัน้ ท่ี 1 K : What we know (นักเรยี นรู้อะไรบ้างหรอื โจทยบ์ อกอะไรใหท้ ราบบ้าง)
ขั้นที่ 2 W : What we want to know (โจทย์ให้หาอะไร มีวิธีการอะไร ใช้วิธีอะไร

ได้บา้ ง)
ขั้นที่ 3 D : What we do to find out (ดำเนินการตามกระบวนการแก้โจทย์

ปัญหา)
ข้นั ที่ 4 L : What we learned (คำตอบท่ไี ด)้

2. ครูยกตัวอย่างสถานการณ์ จากนั้นครูและนักเรียนร่วมกันฝึกคำนวณเพื่อให้นักเรียน
เข้าใจ ถึงวธิ ีการแก้โจทย์ปญั หา โดยใช้เทคนคิ KWDL ดังนี้

117

- วัตถุก้อนหนึ่งมีมวล 0.5 กิโลกรัม กำลังเคล่ือนที่ด้วยอตั ราเร็ว 10 เมตร/วินาที วัตถุ
กอ้ นนี้จะมพี ลงั งานจลน์เทา่ ไร

KW D L
คำตอบทีไ่ ด้
โจทยบ์ อกอะไรให้ โจทยใ์ หห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม
คำตอบ :
ทราบบา้ ง มีวิธกี ารอะไร ใชว้ ิธอี ะไร กระบวนการแกโ้ จทย์ วตั ถุก้อนนี้มีพลงั งาน
จลน์เท่ากบั 25 จูล
ได้บา้ ง ปญั หา

โจทย์ให้ : โจทย์ถาม : วิธีการแก้ปญั หา :
mv2
m = 0.5 kg Ek = ? Ek = 1
v = 10 m/s วธิ กี าร : 2

= 1 (0.5)(10)2
2

Ek = 1 mv2 Ek = 25 J
2

- วัตถุ 2 กิโลกรมั ตกจากดาดฟ้าตกึ สูง 20 เมตร ขณะกระทบพื้นมีพลังงานจลนเ์ ทา่ ใด
(ให้ g = 10 m/s2)

KW D L
คำตอบทไี่ ด้
โจทย์บอกอะไรให้ โจทยใ์ ห้หาอะไร ดำเนินการตาม
คำตอบ :
ทราบบา้ ง มวี ธิ กี ารอะไร ใช้วธิ อี ะไร กระบวนการแก้โจทย์ วตั ถกุ ้อนนี้มพี ลังงาน
จลน์เท่ากบั 400 จูล
ได้บ้าง ปญั หา

โจทย์ให้ : โจทย์ถาม : วิธกี ารแก้ปญั หา :
v2= (0)2+2(10)(20)
m = 2 kg Ek = ?

h = 20 m = 400

g = 10 m/s2 วธิ กี าร : v = √400 = 20 m/s
u = 0 m/s v2 = u2 + 2gs
mv2 แทน v ในสมการ Ek
Ek = 1 mv2
2 Ek = 1
2

= 1 (2)(20)2
2

Ek = 400 J

118

5.6 ข้ันประเมนิ ผล (Evaluation)

1. นกั เรยี นร่วมกันตอบคำถามเพือ่ ตรวจสอบความเขา้ ใจ ดงั นี้

- พลังงานจลน์ของวัตถุ คืออะไร หาไดอ้ ย่างไร

(แนวคำตอบ : พลังงานจลน์ (Kinetic Energy) คือ พลังงานที่สะสมในวัตถุที่มีความเร็ว

เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ “Ek” ซึ่งมีคา่ เทา่ กบั 1 mv2)
2
- งานสมั พันธ์กับพลังงานจลน์อยา่ งไร

(แนวคำตอบ : พลงั งานจลน์ทเ่ี ปล่ยี นแปลง = งานของแรงลพั ธ์ , W = Ek)

- เราจะหางานของแรงหลายแรงทีก่ ระทำตอ่ วัตถุไดอ้ ย่างไร

(แนวคำตอบ : งานเนื่องจากแรงภายนอกที่กระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ในแนวระดับ มีค่า

เทา่ กับผลบวกของพลงั งานจลนท์ เ่ี ปลยี่ นไปของวตั ถกุ ับแรงของงานที่ตา้ นการเคล่ือนที่ )

2. ครูให้นักเรียนทำใบความรู้ที่ 5.4 เรื่อง พลังงานกล (พลังงานจลน์) โดยเฉลยคำตอบและ

อภิปรายคำตอบรว่ มกัน

5.7 ขน้ั นำความรู้ไปใช้ (Extension)
1. ครูสอบถามวา่ ส่งิ ใดบ้างท่ีเป็นพลังงานจลนท์ ่ีสามารถพลได้ในชีวิตประจำวัน (แนวคำตอบ :

รถกำลังวิง่ ลูกบอลกลงิ้ )

6. วัสดอุ ุปกรณ์ สอื่ การเรียนการสอน และแหลง่ การเรียนรู้
6.1 หนังสือเรียนรายวชิ าเพ่ิมเตมิ วทิ ยาศาสตร์ ฟิสกิ ส์ เล่ม 2
6.2 ใบความรู้ เร่อื ง พลังงานจลน์
6.3 ใบกิจกรรมการทดลอง เรอื่ ง ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งงานกบั พลังงานจลน์
6.4 อุปกรณท์ ใ่ี ช้ในการทดลอง
6.5 โครงการสอนออนไลน์ – Project 14 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ

เทคโนโลยี (สสวท.)

7. วธิ กี ารวัดและการประเมินผล 119

จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ การวดั ผล การประเมินผล
- ผ่าน 80%
วธิ ีการวดั เคร่ืองมอื วัด

1. อธิบายความหมายของ - การตอบคำถาม - ข้อคำถาม
พลงั งานจลนไ์ ด้ (K)

2. อธิบายสรุปความสัมพันธ์ - ตรวจใบความรู้ เร่อื ง - ใบความรู้ เรื่อง - ผา่ น 80%
ระหว่างงานและพลังงานจลน์ พลังงานกล (พลงั งาน พลงั งานกล (พลงั งาน
ได้ (K) จลน์) จลน์)

3. ทดลองความสัมพนั ธ์ - ตรวจ ใบกิจกรรม - ใบกจิ กรรมการ - ผา่ น 80%
ระหวา่ งงานกับพลังงานจลน์ได้ การทดลอง เร่ือง
(P) ความสมั พันธร์ ะหว่าง ทดลอง เร่ือง - ระดบั ดีขึ้นไป
งานกบั พลังงานจลน์
ความสัมพนั ธร์ ะหว่าง

งานกบั พลังงานจลน์

- แบบประเมินผลงาน

กลุม่

4. สามารถคำนวณหาพลงั งาน - ใบความรู้ เรอื่ ง - ใบความรู้ เรื่อง - ผ่าน 80%

จลน์ของวตั ถุได้ (P) พลงั งานกล (พลงั งาน พลังงานกล (พลังงาน

จลน์) จลน์)

5. ทำงานร่วมกับผู้อ่นื อย่าง - การสงั เกต - แบบประเมนิ - ระดับดีขน้ึ ไป
สร้างสรรค์ ยอมรบั ความ พฤติกรรม
คดิ เห็นของผู้อื่นได้ (A)

120

แบบบันทกึ หลังสอน

แผนการจัดการเรยี นรทู้ ี่ 7

ผลการจดั การเรียนการสอน
1. ดา้ นความรู้ (K)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. ด้านทกั ษะกระบวนการ (P)
………………………………………………………..............................................................………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. ด้านคณุ ลกั ษณะอันพึงประสงค์ (A)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ปญั หาและอปุ สรรคในการจดั การเรยี นการสอน
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

แนวทางแกไ้ ขปญั หา
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอื่ ……………………………… ……… ลงชอ่ื ………………………………………………
(……………………………………….…………) (นางสาวกญั ญาณัฐ จำเริญภักดิ์)
………/………/………. ครูผสู้ อน

121

ความคดิ เห็นและขอ้ เสนอแนะของครูพี่เลยี้ ง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชื่อ………………………………… ลงชอ่ื ……………………..…………………………
(……………………………………….…………) (นางสุภาพร สิงหน์ ลนิ ธร)
………/………/………. ครูพีเ่ ล้ียง

ความคิดเหน็ และขอ้ เสนอแนะของหัวหนา้ กลุ่มสาระการเรยี นร้วู ทิ ยาศาสตร์
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื ………………………………… ลงชอื่ ……………………..…………………………
(……………………………………….…………) (นายธรี ะพงษ์ พลสูงเนิน)
………/………/……….
หวั หนา้ กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ความคดิ เห็นและขอ้ เสนอแนะของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ท่ไี ดร้ บั มอบหมาย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอื่ ………………………………… ลงชอ่ื ……………………..…………………............)
(……………………………………….…………) (นายราเชนทร์ พ่มุ แจ้)
………/………/……….
รองผอู้ ำนวยการโรงเรยี นอุดรพิชัยรักษพ์ ิทยา

122

แบบประเมนิ พฤตกิ รรมนกั เรยี นช้นั มัธยมศึกษาปีที่ 4/6

แผนการจัดการเรยี นรู้ท่ี 7 เรือ่ ง พลงั งานจลน์
คำชี้แจง : ให้ผสู้ อนประเมินพฤตกิ รรมการเรยี นของผู้เรยี นลงในตารางตามหวั ข้อท่ีกำหนดให้

รายการประเมิน สรปุ ผล
การประเมิน

เลข ชอื่ - สกุล ความ ่รวม ืมอในการทำ รวม ไม่
ท่ี กิจกรรม (3) คะแนน ผ่าน
(12) ผา่ น
การแสดงความ ิคดเห็น
ตอบคำถาม (3)

ีมความเพียรพยายาม (3)
ความ ้ัตงใจทำงาน (3)

1 นายกฤตานนท์ ภาโนมยั
2 นายนพรตั น์ โคตรชมภู
3 นายบรรพต ทองเหลก็
4 นายดนุชา มุขะกงั
5 นายพรี พัฒน์ ดีสเกษ
6 เดก็ ชายฐปนวฒั น์ พรหมสารา
7 นายกฤษฎา ธะราวุฒิ
8 นายกษดิ ิศ ถงึ ศรปี ั้น
9 นายก้องภพ ศรีบรุ นิ ทร์
10 นายชินดนัย ยงยนื
11 นายปฏภิ าณ ตะหนอ่ ง
12 นายพรหมวิจกั ขณ์ พสชุ าธัญภทั ร์
13 นายพัชรพล บุตรเลน
14 นายพิชติ พล ภานนท์
15 นายภควัต หมูโ่ ยธา
16 นายภีรภทั ธ์ ขำสม
17 นายไวทิน ธญั ธรทิวฒั น์
18 นายสรวิศ บุญสอาด
19 นายอนุการต์ มงคลเพ็ญ
20 นายอภิวชิ ญ์ ด้วงนิล
21 นายอัศนัย จติ กลาง
22 นางสาวปารฉิ ตั ร คำภาษี
23 นางสาวบุญพิทักษ์ ศรแี กว้
24 นางสาวปทมุ มา ดวงมาลา

123

รายการประเมิน สรุปผล
การประเมนิ

เลข ช่อื - สกุล ความ ่รวม ืมอในการทำ รวม ไม่
ท่ี กิจกรรม (3) คะแนน ผา่ น
(12) ผ่าน
การแสดงความ ิคดเห็น
ตอบคำถาม (3)

ีมความเพียรพยายาม (3)
ความ ้ัตงใจทำงาน (3)

25 นางสาวกรวีร์ บัวชา

26 นางสาวกณั ฐกิ า ไชยเลิศ

27 นางสาวจิราพร ศรีสุธรรม

28 นางสาวชนเนษฎ์ พันธ์เพยี ร

29 นางสาวฐติ วิ รดา อปุ มา

30 นางสาวธิดาพร สมิ สน

31 นางสาวธติ กิ าล จันบง

32 นางสาวนภิ าพร ปดั ถาวะโร

33 นางสาวพรนภัส ศรเี สริม

34 นางสาวพรวลัย ภาอดุ ม

35 นางสาวภริ าภรณ์ แกว้ พมิ พ์ผา

36 นางสาวมยรุ ี บญุ เลิศ

37 นางสาวฤามเม วงศ์ธรรมกลู

38 นางสาววริษฐา ตนุ่ ลำ

39 นางสาวศศิกานต์ โคตรเมือง

40 นางสาวสุตาภัทร ผ่องใส

41 นางสาวเสาวลักษณ์ พระสว่าง

42 นางสาวอภญิ ญา หงษ์ทอง

43 นางสาววภิ าษณี ไกรกจิ ราษฎร์

44. นายจกั รภทั ร จนั ทร์แกว้

45. นายศักดนิ นท์ จันทรย์ ิม้

ลงช่อื ………………………………………..ผูป้ ระเมนิ
(นางสาวกญั ญาณัฐ จำเริญภกั ดิ)์
ครผู สู้ อน

124

เกณฑ์การใหค้ ะแนน ให้ 3 คะแนน
ปฏบิ ัติหรอื แสดงพฤตกิ รรมอย่างสมำ่ เสมอ ให้ 2 คะแนน
ปฏบิ ตั ิหรือแสดงพฤตกิ รรมบ่อยครัง้ ให้ 1 คะแนน
ปฏิบัติหรือแสดงพฤตกิ รรมบางคร้ัง
ไมผ่ า่ น
สรปุ เกณฑก์ ารให้คะแนน ผา่ น
คะแนนรวม 0 - 7 คะแนน
คะแนนรวม 8 - 12 คะแนน

125

การทดลอง

เร่ือง ความสมั พนั ธ์ระหว่างงานกับพลังงานจลน์

สมาชกิ ในกลุ่มที่………… ช้นั ม. ......../.........

1............................................................. 2............................................................

3............................................................. 4............................................................

5............................................................. 6............................................................

จุดประสงคข์ องกจิ กรรม
1. อธิบายความหมายของพลังงานจลน์ ทดลองความสมั พันธ์ระหวา่ งงานกบั พลังงานจลน์ได้

คำชีแ้ จง ให้นักเรียนทำกจิ กรรมตามข้นั ตอน บนั ทึกข้อมูล และตอบคำถามหลังกิจกรรมการ

ทดลอง

➢ อุปกรณแ์ ละสารเคมี

รายการ ปริมาณ

1. เคร่อื งเคาะสญั ญาณเวลา 1 ชุด
2. รางไม้
3. รอก 1 ชุด
4. นอ็ ต 1 ชุด
5. รถทดลอง 1 ตวั
6. โต๊ะ 1 คัน
1 ตวั

➢ วธิ กี ารปฏบิ ัติ
ชั่งหามวลของรถทดลอง และนอตแต่ละตัวบนั ทึกผลไว้
จัดเครือ่ งมอื ดังรปู โดยใหร้ ถทดลองอยหู่ า่ งจากรอกประมาณ 60 เซนติเมตร และนอตอยสู่ งู จากพ้นื
ประมาณ 60 เซนตเิ มตร

หนนุ รางไม้ดา้ นท่ปี ล่อยรถให้สงู ขน้ึ เล็กนอ้ ย เพอ่ื ชดเชยแรงเสียดทาน ผลักรถเบาๆ เพื่อทดสอบว่า
การชดเชยแรงเสยี ดทานพอดีหรือไม่ ถ้าพอดีรถจะแลน่ ด้วยความเรว็ คงตวั
ทำการทดลองโดยเรม่ิ จากนอต 1ตัว ใชแ้ ถบกระดาษยาวประมาณ 1 เมตร ปลอ่ ยรถทดลองพร้อมท้ัง
กดสวิตช์ใหเ้ คร่ืองเคาะสัญญาณเวลาทำงาน หลังจากน้ันดึงแถบกระดาษออกจากรถทดลอง แลว้
บนั ทึกจำนวนนอตบนแถบกระดาษ

126

➢ บันทึกผลการทดลอง

➢ วิเคราะหผ์ ลการทดลอง
คำนวณหาขนาดของแรง F ที่ทำใหร้ ถทดลองเคลอ่ื นที่ในการทดลองแต่ละคร้ัง โดยใชส้ มการ
เมอ่ื m เป็นมวลของรถและ m เปน็ มวลของนอต

.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................

คำนวณหางาน

.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................

คำนวณหาพลงั งานจลน์

.......................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................

➢ สรุปผลการทดลอง

.......................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................

127

ใบความรู้

พลังงานจลน์

ช่อื -สกลุ ....................................................................................................................ช้ัน....................เลขที่....................

พลงั งาน (energy) เป็นปรมิ าณท่บี อกถงึ ความสามารถในการทำงานของวัตถุท่ไี ม่สามารถสัมผัสหรอื จับตอ้ งได้ พลงั งาน
มีหลายรูปแบบ เชน่ พลังงานไฟฟา้ พลังงานความร้อน พลังงานกล เปน็ ต้น ซ่งึ พลังงานกลเปน็ พลังงานทเี่ กิดจากการเคลื่อนที่
ของวัตถุ และพลังงานสะสมในวตั ถุใด ๆ โดยจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คอื พลงั งานจลน์ และพลังงานศักย์

พลงั งานจลน์

เม่ือมีแรงกระทำต่อวตั ถุแล้ววัตถเุ กดิ การเคลื่อนที่ วตั ถทุ ี่เคล่ือนที่น้นั จะมพี ลังงานแฝงอยู่ เรยี กวา่ พลงั งานจลน์ (kinetic
energy; Ek) โดยพลงั งานจลน์ของวตั ถุใด ๆ มคี า่ ขึน้ กบั มวล และอัตราเรว็ ของวตั ถุ ขนาดของพลงั งานจลน์ภายในวัตถสุ ามารถ
หาไดจ้ ากงานลัพธท์ ี่ใช้ในการทำใหว้ ัตถมุ วล m ทีม่ ีความเร็ว v หยุดนิ่ง

จากสมการงานรวมท้ังระบบ เมอ่ื แรงท่มี ากระทำในทิศทางเดยี วกบั การเคลื่อนท่ีของวัตถุจะได้สมการเป็น

และจากกฎการเคลอ่ื นที่ขอ้ ที่ 2 ของนวิ ตนั

จะไดว้ า่

จากสมการการเคล่ือนทแ่ี นวตรง เมื่อวัตถเุ คลอ่ื นที่ดว้ ยความเร็ว v แลว้ ทำให้วัตถหุ ยดุ นง่ิ

ความเร็วปลายจึงเปน็ ศนู ย์ (V = 0) และเปน็ การต้านการเคล่ือนทขี่ องวตั ถุทำใหค้ วามเร่งทไี่ ด้มีค่าติดลบหรือเปน็ ความหน่วง (-a)

จะไดว้ า่

เม่ือ v = 0 และ u = v ;

128

จากนิยามพลังงานจลน์

เมอ่ื Ek คอื พลังงานจลน์ มหี น่วยเป็น จลู (J)
m คอื มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็น กโิ ลกรัม (kg)
v คอื อัตราเรว็ ของวัตถุ มหี นว่ ยเปน็ เมตรต่อวินาที (m/s)

ดงั นั้น ปรมิ าณงานทท่ี ำได้ทั้งหมดจะเท่ากบั พลังงานจลน์

เมอ่ื มีงานท่ีเกดิ จากแรงลพั ธ์ท่ีไมเ่ ป็นศูนย์มากระทำตอ่ วตั ถจุ ะทำให้พลังงานจลน์ของวตั ถเุ ปลี่ยนไปโดยพลังงานจลนข์ อง
วตั ถุจะเพ่ิมขึ้นเม่อื มแี รงลพั ธ์กระทำกับวตั ถุในทิศทางเดยี วกับการเคลอ่ื นทขี่ องวตั ถุ และพลงั งานจลนข์ องวัตถุจะลดลงเมื่อมีแรง
ลพั ธก์ ระทำกบั วตั ถุในทศิ ทางตรงขา้ มกับการเคลื่อนท่ีของวัตถุ

จากภาพ เดมิ วัตถุเคลอื่ นทด่ี ว้ ยความเรว็ ตน้ u และมแี รงลัพธค์ งตัว F ที่ไมเ่ ปน็ ศนู ย์ กระทำกบั วตั ถใุ นทิศทางเดยี วกับ
การเคลือ่ นทข่ี องวตั ถุ ทำให้วตั ถุเปลย่ี นความเรว็ เป็น v

จากสมการการเคล่ือนทแ่ี นวตรง
จากสมการงานรวมทง้ั ระบบ เมอ่ื แรงที่มากระทำในทิศทางเดียวกบั การเคล่ือนที่ของวัตถุ

จากกฎการเคลอ่ื นที่ขอ้ ท่ี 2 ของนิวตัน ;

แทนสมการ (3) ในสมการ (1);

129

แทนสมการ (2) ในสมการ (4);

ดังนั้น สามารถคำนวณหาพลังงานจลนท์ ีเ่ ปลีย่ นไปได้ ดังสมการ

Wtot คอื งานรวมทั้งระบบ มหี น่วยเป็น จูล (J)

∆Ek คอื พลงั งานจลนข์ องวตั ถุทเี่ ปลยี่ นไป มีหน่วยเป็น จูล (J)

สมการนี้ เรียกว่า ทฤษฎีบทงาน-พลังงานจลน์ (work-kinetic energy theorem) คือ พลังงานจลน์ของวัตถุที่เปลี่ยนไปจะ
เท่ากบั งานทเ่ี กิดข้นึ บนวัตถนุ ้ี

พลังงานจลน์ของวัตถุที่เปลี่ยนไปนั้นอาจจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงก็ได้ ขึ้นอยู่กับทิศทางของแรงลัพธ์ที่ไม่เป็นศูนย์ที่กระทำ
กล่าวคือ

- ถา้ แรงลัพธก์ ระทำในทศิ ทางเดยี วกับการเคล่ือนท่ีของวัตถุ หรืองานของแรงลัพธ์มคี า่ เปน็ บวก พลงั งานจลน์ของวตั ถุจะ
เพิม่ ข้นึ วัตถมุ ีอตั ราเร็วเพ่มิ ขนึ้ เช่น การปล่อยวัตถใุ ห้ตกแบบเสรี

- ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทำมีทิศทางตรงข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ พลังงานจลน์ของวัตถุจะลดลง วัตถุมีอัตราเร็วลดลง
เช่น การโยนวตั ถุขึน้ ไปในอากาศ และ

- ถา้ แรงลัพธ์มีคา่ เป็นศนู ย์ พลังงานจลน์ของวัตถจุ ะคงตัว วัตถมุ อี ัตราเรว็ คงตวั

ตัวอยา่ งในการคำนวณ

EX1 รถยนตม์ วล 800 กโิ ลกรัม ขณะแลน่ ดว้ ยอัตราเร็ว 72 กโิ ลเมตรตอ่ ช่ัวโมง คนขับเหยียบเบรกแล้วทำให้รถเคลอื่ นท่ีไปได้อีก
10 เมตรจึงหยุดนง่ิ งานเน่ืองจากแรงต้านทท่ี ำใหร้ ถหยุดน่ิงมีค่าเทา่ ใด

K W D L
โจทยใ์ หห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบทไี่ ด้
โจทยบ์ อกอะไรให้ มวี ธิ ีการอะไร ใช้วธิ ีอะไร กระบวนการแกโ้ จทย์
ทราบบา้ ง
ได้บ้าง ปัญหา

130

EX2 ปล่อยวตั ถมุ วล 450 กรัม ทคี่ วามสงู 10.5 เมตรจากพื้น จงหาวา่ วัตถตุ กถึงพนื้ จะมอี ตั ราเรว็ เทา่ ใด โดยใชท้ ฤษฎีบทงาน -
พลังงานจลน์ (โดยไม่คดิ แรงต้านอากาศ)

K W D L
โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ใหห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบทไ่ี ด้

ทราบบา้ ง มวี ิธีการอะไร ใช้วิธอี ะไร กระบวนการแก้โจทย์
ได้บา้ ง ปญั หา

EX3 ลกู แกว้ มวล 50 กรัม ตกจากโตะ๊ กระทบพ้นื ด้วยความเร็วเท่ากับ 20 เมตรต่อวินาที หลงั จากนน้ั กระดอนขึ้นมาด้วย
อตั ราเร็ว 10 เมตรต่อวินาที จงหาพลงั งานจลน์ของลูกแก้วก่อนตกกระทบพนื้ และหลงั กระทบพ้นื

K W D L
โจทย์ใหห้ าอะไร ดำเนินการตาม คำตอบทีไ่ ด้
โจทยบ์ อกอะไรให้ มวี ิธกี ารอะไร ใชว้ ธิ ีอะไร กระบวนการแก้โจทย์
ทราบบ้าง
ไดบ้ ้าง ปัญหา

131

EX4 รถบรรทุกมวล 2000 กิโลกรัม แลน่ บนถนนดว้ ยความเร็ว 65 กิโลเมตรต่อช่วั โมง ขณะนั้นคนขับรถเห็นมอเตอร์ไซคว์ ิง่ ตดั
หน้าจึงเหยียบเบรกกะทันหัน หลังจากเหยยี บเบรกเคลอ่ื นท่ีตอ่ ไปได้ 10 เมตร จึงหยดุ นงิ่ จงหางานเนื่องจากแรงต้านท่ีทำให้รถ
หยุด

K W D L
โจทย์บอกอะไรให้ โจทยใ์ หห้ าอะไร ดำเนินการตาม คำตอบทไี่ ด้
มวี ิธกี ารอะไร ใชว้ ธิ ีอะไร กระบวนการแก้โจทย์
ทราบบ้าง
ได้บา้ ง ปัญหา

EX5 นำรถทดลองมวล 0.4 กโิ ลกรัม ผลักให้เคลื่อนท่ีไปตามรางไม้ โดยตดิ แถบกระดาษไวก้ ับตัวรถ เมอื่ ผา่ นเครอ่ื งเคาะ
สัญญาณเวลาปรากฏดงั ภาพ ณ ตำแหน่ง A รถทดลองมพี ลังงานจลน์เทา่ ใด

A

K 2 cm D L
โจทยบ์ อกอะไรให้ ดำเนินการตาม คำตอบทไ่ี ด้
W กระบวนการแก้โจทย์
ทราบบา้ ง โจทยใ์ หห้ าอะไร
มีวิธีการอะไร ใช้วธิ ีอะไร ปญั หา

ได้บา้ ง

132

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 8

กลุม่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 4

วชิ า ฟสิ ิกส์ 2 รหสั วชิ า ว31202

หน่วยการเรยี นรทู้ ี่ 5 : งานและพลังงาน เวลา 15 ชว่ั โมง

หน่วยยอ่ ยที่ 3 พลังงานศกั ย์โนม้ ถ่วง เวลา 2 ชั่วโมง

ภาคเรยี นที่ 2/2564 ครูผสู้ อน นางสาวกัญญาณัฐ จำเริญภกั ดิ์

1. สาระการเรียนรู/้ ผลการเรยี นรู้
สาระฟสิ ิกส์ 1. เขา้ ใจธรรมชาตทิ างฟิสกิ ส์ ปรมิ าณและกระบวนการวัด การเคลอ่ื นท่ีแนวตรง

แรงและกฎการเคลื่อนทีข่ องนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทาน สมดุลกลของวตั ถุ งานและ
กฎการอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมท้ัง
นำความรูไ้ ปใช้ประโยชน์

ผลการเรียนรู้
อธบิ ายและคำนวนณพลังงานจลน์ พลงั งานศกั ย์ พลังงานกล ทดลองหาความสัมพันธร์ ะหว่าง
งานกับพลังงานจลน์ ความสัมพันธ์ระหว่างงานกับพลังงานศักย์โน้มถ่วงความสัมพันธ์ระหว่างขนาด
ของแรงที่ใช้ดึงสปริงกับระยะที่สปริงยืดออกและความสัมพันธ์ระหว่างงานกับพลังงานศักย์ยืดหยุ่น
รวมทั้งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างงานของแรงลัพธ์และพลังงานจลน์ และคำนวณงานที่เกิดขึ้นจาก
แรงลัพธ์

2. สาระสำคญั
พลงั งานศกั ย์โน้มถว่ งเป็นพลังงานทีเ่ กยี่ วข้องกับตำแหน่งหรือรูปร่างของวัตถุ ข้ึนอยู่กับความ

สงู และคาวมเรง่ เนอื่ งจากแรงโน้มถ่วงของโลก

3. จุดประสงค์การเรียนรู้
3.1 อธิบายความหมายของพลังงานศกั ย์โนม้ ถ่วงได้ (K)
3.2 สามารถคำนวณหาปริมาณพลังงานศกั ยโ์ น้มถว่ งได้ (P)
3.3 สามารถทดลองหาพลงั งานศักย์โนม้ ถว่ งได้ (P)
3.4 ทำงานร่วมกับผอู้ ื่นอยา่ งสร้างสรรค์ ยอมรบั ความคิดเหน็ ของผ้อู ่นื ได้ (A)

4. สาระการเรยี นรู้
4.1 พลังงานศักย์โน้มถ่วง คือ พลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุ เกิดจากแรงโน้มถ่วงและตำแหน่ง

ของวตั ถุทางระดับความสูง

133

5. การจดั กิจกรรมกระบวนการเรยี นรู้
กจิ กรรมการจัดการเรยี นรู้ (ใชร้ ปู แบบวฏั จกั รการเรยี นรู้ 7E เสรมิ ด้วยเทคนคิ KWDL)
5.1 ขั้นเตรยี มความพรอ้ ม (Elicitation)
1. แจ้งจุดประสงค์ให้นักเรียนทราบ (นักเรียนต้องอธิบายความหมายและคำนวณหา

ปริมาณของพลังงานศักย์โนม้ ถ่วงได้)
2. นักเรยี นทบทวนความรู้เดิมเก่ียวกับเร่ืองพลังงานศักย์ โดยการตอบคำถาม
- พลงั งานศักยเ์ กิดขึน้ ได้อย่างไร (แนวคำตอบ : พลังงานทีส่ ะสมอยู่ในวัตถุ ซึ่งข้ึนอยู่กับ

ตำแหนง่ ของวัตถุ)
- พลงั งานศกั ย์มีสมการวา่ อยา่ งไร (แนวคำตอบ : Ep = mgh)

5.2 ขัน้ สร้างความสนใจ (Engagement)
1. ครูถามนักเรียนว่า สำหรับพลังงานกล เป็นผลรวมของพลังงานใดบ้าง (แนวคำตอบ :

พลังงานจลน์และพลงั งานศักย)์
2. นกั เรยี นทราบหรอื ไม่วา่ พลังงานศักย์แบ่งออกเปน็ กี่ประเภท (แนวคำตอบ : 2 ประเภท

คอื พลังงานศกั ยโ์ น้มถ่วงและพลังงานศักย์ยืดหยุน่ )
3. ใหน้ ักเรยี นตอบคำถามว่า “วัตถทุ ีม่ มี วลเท่ากัน ถ้าวางไว้ในตำแหน่งที่สงู จากพื้นต่างกัน

2 เมตร กับ 4 เมตร ถ้าวัตถุทั้งสองตกลงบนพื้นใส่ตัวเรา เราจะมีความรู้สึกเจ็บเท่ากันหรือไม่ เพราะ
อะไร” (แนวคำตอบ : ไม่เท่า เพราะวัตถทุ ีอ่ ยู่สูงกวา่ แมจ้ ะมีมวลเทา่ กันแต่ก็จะมีความเร็วมากกวา่ )

5.3 ข้ันสำรวจและค้นหา (Exploration)
1. ครใู ห้นกั เรยี นกจิ กรรม การทดลองพลังงานศักย์โน้มถ่วงกับเสน้ ทางการเคล่ือนท่ีในหนังสอื

เรียนเพิ่มเติม ฟสิ กิ ส์ 2 ชน้ั มัธยมศึกษาปีท่ี 4 สสวท. โดยครแู นะนำก่อนทดลอง ดังน้ี
1) ในการหางาน ให้ดึงรถทดลองขน้ึ ไปตามพ้นื เอยี งดว้ ยอัตราเรว็ คงตัว
2) เพ่ือให้เกิดความสะดวกในการทำกจิ กรรม ใหน้ ักเรียนทำเครอ่ื งหมายบนรางไม้ที่

ตำแหน่งเร่มิ ต้นของรถและตำแหน่งสดุ ท้ายทีจ่ ะลากรถขน้ึ ไป ดงั รปู เมอื่ ทำกจิ กรรมจะได้ ∆x คา่ เดมิ สว่ น
ระยะความสูง h จะเปลย่ี นไปตามมุมเอียงของรางไม้

5.4 ขน้ั อธิบายและลงขอ้ สรุป (Explanation)
1. ครแู ละนักเรยี นร่วมกันอภิปรายผลการทำกิจกรรม 5.2 สรปุ ได้ดงั นี้
1) ขนาดของแรงดึงรถทดลองให้เคลื่อนที่ไปตามรางเอียงด้วยอัตราเร็วคงตัวมีค่าไม่

เทา่ กันรางเอียงทำมุมมากข้นึ แรงดึงจะมากขน้ึ ด้วย

134

2) งานที่ทำโดยแรงดงึ รถทดลองข้ึนตามรางเอียงเปน็ สดั สว่ นตรงกับความสูงเขยี นไดว้ า่

∝ ℎ หรอื = ℎ
ความชนั ของกราฟมีค่าคงตวั มหี น่วย จลู ต่อเมตร (J/m) หรือ นิวตัน ซง่ึ เปน็ หนว่ ยของแรงจากการทำ
กิจกรรมหลาย ๆ ครั้งพบว่า k มีค่าใกล้เคียงกับน้ำหนัก mg ของรถทดลอง คือ 4.9 นิวตัน

3) งานที่เกิดจากแรงดึงรถทดลองมีค่าประมาณเท่ากับพลังงานศักย์โน้มถ่วงของรถ
ทดลอง คอื

= = ℎ

1. ครอู ธิบายความรเู้ พม่ิ เตมิ เกย่ี วกับพลังงานศักยโ์ น้มถว่ ง ดงั นี้
พลังงานศักย์มักเกี่ยวข้องกับวัตถุสองก้อนเสมอ เช่น พลังงานศักย์โน้มถ่วงเกี่ยวข้องกับ
โลกและวัตถุบริเวณผิวโลก พลังงานศักย์ไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับประจุสองประจุขึ้นไป ดังนั้นพลังงานศักย์
จึงเปน็ ของระบบซง่ึ ประกอบด้วยวตั ถุสองก้อนขึ้นไปไม่ใช่เป็นของวัตถุช้นิ ใดชนิ้ หน่งึ
2. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า พลังงานศักย์ มี 2 รูปแบบ คือ พลังงานศักย์โน้มถ่วง และ
พลังงานศักย์ยดื หยุ่น

5.5 ข้นั ขยายความรู้ (Elaboration) เสรมิ ด้วยเทคนคิ KWDL
1. แนะนำเทคนิค KWDL ให้นักเรียนทราบว่าแต่ละตัวคืออะไร นักเรียนต้องทำอะไรบ้าง

ระหว่างการเรียน วธิ หี าคำตอบปกตเิ พื่อเช่ือโยงเขา้ สเู่ ทคนิค KWDL โดยมขี น้ั ตอนดังน้ี
ขน้ั ท่ี 1 K : What we know (นกั เรียนรู้อะไรบา้ งหรอื โจทยบ์ อกอะไรให้ทราบบา้ ง)
ขั้นที่ 2 W : What we want to know (โจทย์ให้หาอะไร มีวิธีการอะไร ใช้วิธีอะไร

ได้บ้าง)
ขั้นที่ 3 D : What we do to find out (ดำเนินการตามกระบวนการแก้โจทย์

ปัญหา)
ขน้ั ท่ี 4 L : What we learned (คำตอบท่ีได)้

2. ครูยกตัวอย่างสถานการณ์ จากนั้นครูและนักเรียนร่วมกันฝึกคำนวณเพื่อให้นักเรียน
เข้าใจ ถึงวิธกี ารแก้โจทย์ปญั หา โดยใช้เทคนคิ KWDL ดังน้ี
1. ลังสินค้ามวล 1000 กิโลกรัม ถูกยกขึ้นวางบนที่สูงจากพื้นดิน 2 เมตร พลังงานศักย์โน้มถ่วงของ
สนิ คา้ มคี ่าเท่าใดเม่ือเทยี บกับพ้นื ดิน (ให้ g = 10 m/s2)

K W D L
โจทยบ์ อกอะไรให้ โจทย์ให้หาอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบทไี่ ด้
มวี ธิ กี ารอะไร ใชว้ ิธอี ะไร กระบวนการแกโ้ จทย์
ทราบบ้าง คำตอบ :
ได้บา้ ง ปญั หา พลังงานศักย์โน้มถ่วง
โจทย์ให้ : ของสนิ ค้ามีค่าเทา่ กับ
m = 100 kg โจทยถ์ าม : วธิ กี ารแกป้ ญั หา : 20000 จูล เมื่อเทียบ
h=2m Ep = ? กับพ้ืนดิน
g = 10 m/s2 Ep = mgh
วธิ กี าร : Ep = (1000)(10)(2)
Ep = mgh Ep = 20000 J

135

2. วตั ถหุ นกั 10 นวิ ตนั สูงจากพื้น 0.2 เมตร ปลายเชือกข้างหน่งึ ผูกกบั วัตถุคล้องผ่าน
รอกลน่ื เมื่อใช้แรง 15 นวิ ตัน ดึงปลายเชอื กอกี ข้างหนึง่ จากตำแหน่ง A ถึง B ซ่ึงห่างกัน
0.5 เมตร ดงั รปู ขณะปลายเชือกถึงตำแหนง่ B วตั ถุมีพลังงานศกั ยโ์ นม้ ถว่ งเท่าใด (ให้
พืน้ เปน็ ระดบั อ้างองิ ) (ให้ g = 10 m/s2)

K W D L
โจทย์บอกอะไรให้ โจทย์ใหห้ าอะไร ดำเนินการตาม คำตอบทไ่ี ด้
มวี ิธกี ารอะไร ใช้วิธีอะไร กระบวนการแกโ้ จทย์
ทราบบา้ ง คำตอบ :
ไดบ้ า้ ง ปญั หา ขณะปลายเชือกถงึ
โจทย์ให้ : ตำแหน่ง B วตั ถมุ ี
W = 10 N โจทย์ถาม : วิธกี ารแกป้ ญั หา : พลังงานศักยโ์ น้มถ่วง
h1 = 0.2 m Ep = ? เท่ากบั 7 จลู
F = 15 N Ep = mgh
g = 10 m/s2 วธิ กี าร : Ep = (1)(10)(0.2+0.5)
h2 = 0.5 m Ep = mgh Ep = 7 J

5.6 ข้นั ประเมนิ ผล (Evaluation)
1. นักเรียนรว่ มกนั ตอบคำถามเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจ ดังน้ี
- พลังงานศกั ยโ์ นม้ ถ่วงของวัตถุ คืออะไร หาได้อย่างไร
(แนวคำตอบ : พลังงานศักยโ์ น้มถ่วง (gravitational potential energy; Ep) เปน็ พลงั งาน

ทส่ี ะสมในวตั ถเุ น่ืองจากแรงโนม้ ถ่วงของโลก โดยวัตถุอยหู่ า่ งจากตำแหน่งอ้างอิงตามแนวดิ่งเขียนแทน
ด้วยสัญลกั ษณ์ “Ep” ซ่งึ มคี า่ เทา่ กับ mgh)

- งานสัมพันธ์กบั พลังงานศกั ยโ์ นม้ ถว่ งอย่างไร
(แนวคำตอบ : งานของวัตถุที่อยู่ในระดับความสูง h เมื่อเทียบกับตำแหน่งอ้างอิงจะมีค่า
เท่ากบั mgh และเรียกงานนนั้ ว่า พลงั งานศักย์โน้มถ่วง, W = Ek)
2. ครูให้นักเรียนทำใบความรู้ เรื่อง พลังงานศักย์โน้มถ่วง โดยเฉลยคำตอบและอภิปราย
คำตอบร่วมกนั

5.7. ขั้นนำความรู้ไปใช้ (Extension)
1. ครูสอบถามว่านักเรียนสามารถบอกได้หรือไม่ว่าสิ่งใดที่เราพบเห็นในชีวิตประจำวัน

เป็นพลังงานศักยโ์ นม้ ถว่ ง (แนวคำตอบ : น้ำตก สไลเดอร์ ผลไม้หล่นจากต้น)

136

6. วสั ดุอปุ กรณ์ สื่อการเรยี นการสอน และแหล่งการเรยี นรู้
6.1. หนังสอื เรียนรายวิชาเพ่ิมเติมวทิ ยาศาสตร์ ฟสิ กิ ส์ เล่ม 2
6.2. ใบความรู้ เรื่อง พลงั งานศกั ยโ์ นม้ ถ่วง
6.3. ใบกจิ กรรมที่ 5 เรือ่ ง พลงั งานศักย์โนม้ ถ่วง
6.4. ใบกจิ กรรมการทดลอง เรื่อง พลงั งานศักย์โนม้ ถว่ งกับเส้นทางการเคลอ่ื นที่
6.5. โครงการสอนออนไลน์ – Project 14 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ

เทคโนโลยี (สสวท.)

7. วิธกี ารวัดและการประเมินผล

จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ การวัดผล การประเมนิ ผล

วธิ ีการวัด เครือ่ งมอื วัด

1. อธิบายความหมายของ - ตรวจ ใบกิจกรรมที่ 5 - ใบกิจกรรมท่ี 5 เรอ่ื ง - ผา่ น 80%
พลงั งานศักย์โน้มถว่ งได้ (K) เรอื่ ง พลงั งานศักยโ์ นม้ พลงั งานศักยโ์ น้ม

2. สามารถคำนวณหาปริมาณ - ตรวจ ใบกิจกรรมที่ 5 - ใบกจิ กรรมท่ี 5 เรอื่ ง - ผ่าน 80%
พลังงานศักย์โน้มถ่วงได้ (P) เรอื่ ง พลงั งานศักยโ์ นม้ พลงั งานศักยโ์ น้ม

3. สามารถทดลองหาพลงั งาน - ตรวจ ใบกิจกรรมการ - ใบกจิ กรรมการ - ผ่าน 80%

ศักยโ์ นม้ ถว่ งได้ (P) ทดลอง เรื่อง พลังงาน ทดลอง เรื่อง พลังงาน

ศักยโ์ นม้ ถ่วง ศักย์โนม้ ถว่ ง

3. ทำงานร่วมกับผู้อืน่ อย่าง - การสังเกต - แบบประเมิน - ระดับดีข้ึนไป
สร้างสรรค์ ยอมรบั ความ พฤติกรรม
คดิ เห็นของผู้อน่ื ได้ (A)

137

แบบบนั ทกึ หลังสอน

แผนการจัดการเรยี นรู้ที่ 8

ผลการจัดการเรยี นการสอน
1. ด้านความรู้ (K)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. ดา้ นทกั ษะกระบวนการ (P)
………………………………………………………..............................................................………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ปัญหาและอปุ สรรคในการจัดการเรียนการสอน
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

แนวทางแก้ไขปญั หา
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชื่อ……………………………… ……… ลงช่ือ………………………………………………
(……………………………………….…………) (นางสาวกัญญาณฐั จำเรญิ ภักดิ์)
………/………/………. ครผู ูส้ อน

138

ความคิดเห็นและขอ้ เสนอแนะของครพู ี่เลีย้ ง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื ………………………………… ลงชอ่ื ……………………..…………………………
(……………………………………….…………) (นางสภุ าพร สิงหน์ ลินธร)
………/………/………. ครูพี่เล้ยี ง

ความคดิ เหน็ และข้อเสนอแนะของหัวหนา้ กลุม่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชือ่ ………………………………… ลงชือ่ ……………………..…………………………

(……………………………………….…………) (นายธีระพงษ์ พลสงู เนิน)

………/………/………. หวั หน้ากล่มุ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ความคิดเหน็ และขอ้ เสนอแนะของผบู้ รหิ ารสถานศึกษาหรือผู้ทไ่ี ดร้ ับมอบหมาย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงช่ือ………………………………… ลงชอื่ ……………………..…………………............)
(……………………………………….…………) (นายราเชนทร์ พ่มุ แจ้)
………/………/……….
รองผอู้ ำนวยการโรงเรยี นอดุ รพิชยั รักษ์พิทยา

139

แบบประเมินพฤตกิ รรมนกั เรยี นชั้นมัธยมศกึ ษาปที ่ี 4/6

แผนการจัดการเรยี นรทู้ ี่ 8 เร่อื ง พลงั งานศักย์โน้มถ่วง
คำชีแ้ จง : ใหผ้ สู้ อนประเมนิ พฤตกิ รรมการเรยี นของผู้เรียนลงในตารางตามหวั ข้อที่กำหนดให้

รายการประเมนิ สรุปผล
การประเมนิ

เลข ช่ือ - สกุล ความ ่รวม ืมอในการทำ รวม ไม่
ที่ กิจกรรม (3) คะแนน ผ่าน
(12) ผ่าน
การแสดงความ ิคดเห็น
ตอบคำถาม (3)

ีมความเพียรพยายาม (3)
ความ ้ัตงใจทำงาน (3)

1 นายกฤตานนท์ ภาโนมัย
2 นายนพรตั น์ โคตรชมภู
3 นายบรรพต ทองเหล็ก
4 นายดนุชา มขุ ะกงั
5 นายพีรพฒั น์ ดสี เกษ
6 เดก็ ชายฐปนวฒั น์ พรหมสารา
7 นายกฤษฎา ธะราวฒุ ิ
8 นายกษิดิศ ถึงศรปี ั้น
9 นายก้องภพ ศรีบรุ ินทร์
10 นายชินดนัย ยงยนื
11 นายปฏิภาณ ตะหนอ่ ง
12 นายพรหมวจิ กั ขณ์ พสชุ าธัญภัทร์
13 นายพชั รพล บุตรเลน
14 นายพิชติ พล ภานนท์
15 นายภควตั หมูโ่ ยธา
16 นายภีรภัทธ์ ขำสม
17 นายไวทิน ธัญธรทิวัฒน์
18 นายสรวศิ บุญสอาด
19 นายอนุการต์ มงคลเพญ็
20 นายอภวิ ชิ ญ์ ดว้ งนลิ
21 นายอัศนัย จติ กลาง
22 นางสาวปารฉิ ตั ร คำภาษี
23 นางสาวบญุ พทิ ักษ์ ศรีแก้ว
24 นางสาวปทุมมา ดวงมาลา

140

รายการประเมนิ สรปุ ผล
การประเมนิ

เลข ช่อื - สกุล ความ ่รวม ืมอในการทำ รวม ไม่
ท่ี กิจกรรม (3) คะแนน ผา่ น
(12) ผ่าน
การแสดงความ ิคดเห็น
ตอบคำถาม (3)

ีมความเพียรพยายาม (3)
ความ ้ัตงใจทำงาน (3)

25 นางสาวกรวีร์ บัวชา

26 นางสาวกณั ฐกิ า ไชยเลิศ

27 นางสาวจิราพร ศรีสุธรรม

28 นางสาวชนเนษฎ์ พันธ์เพยี ร

29 นางสาวฐติ วิ รดา อปุ มา

30 นางสาวธิดาพร สมิ สน

31 นางสาวธติ กิ าล จันบง

32 นางสาวนภิ าพร ปดั ถาวะโร

33 นางสาวพรนภัส ศรเี สริม

34 นางสาวพรวลัย ภาอดุ ม

35 นางสาวภริ าภรณ์ แกว้ พมิ พ์ผา

36 นางสาวมยรุ ี บญุ เลิศ

37 นางสาวฤามเม วงศ์ธรรมกลู

38 นางสาววริษฐา ตนุ่ ลำ

39 นางสาวศศิกานต์ โคตรเมือง

40 นางสาวสุตาภัทร ผ่องใส

41 นางสาวเสาวลักษณ์ พระสว่าง

42 นางสาวอภญิ ญา หงษ์ทอง

43 นางสาววภิ าษณี ไกรกจิ ราษฎร์

44. นายจกั รภทั ร จนั ทร์แกว้

45. นายศักดนิ นท์ จันทรย์ ิม้

ลงช่ือ………………………………………..ผ้ปู ระเมนิ
(นางสาวกัญญาณัฐ จำเริญภกั ด)์ิ
ครผู สู้ อน

141

เกณฑ์การใหค้ ะแนน ให้ 3 คะแนน
ปฏบิ ัติหรอื แสดงพฤตกิ รรมอย่างสมำ่ เสมอ ให้ 2 คะแนน
ปฏบิ ตั ิหรือแสดงพฤตกิ รรมบ่อยครัง้ ให้ 1 คะแนน
ปฏิบัติหรือแสดงพฤตกิ รรมบางคร้ัง
ไมผ่ า่ น
สรปุ เกณฑก์ ารให้คะแนน ผา่ น
คะแนนรวม 0 - 7 คะแนน
คะแนนรวม 8 - 12 คะแนน

142

กจิ กรรมการทดลอง

เร่ือง พลังงานศกั ย์โนม้ ถ่วงกับเสน้ ทางการเคลอื่ นท่ี

จดุ ประสงค์
1. คำนวณงานของแรงดึงรถทดลอง
2. คำนวณพลังงานศักยโ์ น้มถ่วง
3. อภิปรายเพอ่ื สรุปเกีย่ วกับความสมั พนั ธ์ระหว่างงานของแรงดึงรถทดลองในเสน้ ทางทแ่ี ตกต่างกนั
กับพลงั งานศกั ยโ์ นม้ ถว่ งของรถทดลอง

วัสดุและอุปกรณ์ 1 ชุด
1. รางไม้ 1 คนั
2. รถทดลอง 1 เครือ่ ง
3. เครื่องชั่งสปริง 1 อัน
4. ไมเ้ มตร 1 อัน
5. ไม้สำหรับหนนุ ราง

วธิ ีทำกิจกรรม
1. จัดรางไมท้ ำมุมค่าหนง่ึ กับแนวระดับ แล้ววดั ระยะทาง ∆ ตามพืน้ เอียงเพ่อื ใชด้ ึงรถ

ทดลองใหเ้ คลอ่ื นท่ี ใช้เคร่อื งชั่งสปริงดงึ รถทดลองให้เคลื่อนที่ข้นึ ไปตามพนื้ เอียงด้วยความเร็วคงตัว
เปน็ ระยะทาง ∆ อ่านขนาดของแรงดงึ F และวัดความสูง h ตามแนวดง่ิ บันทึก ∆ , h และ F ใน
ตาราง

2. ทำซำ้ ขอ้ 1. โดยการเปล่ยี นมุมเอียงของรางไม้อีก 4 ครั้ง
3. คำนวณงานท่ีทำโดยแรงดึง F เป็นระยะทาง ∆ บันทกึ ผลการคำนวณในตาราง
4. ชง่ั มวลรถทดลอง m แล้วคำนวณพลงั งานศักย์โน้มถว่ งของรถทดลองเม่อื อยู่ท่ีความสูง h
บันทึกผลการคำนวณลงตาราง

143

ตารางบนั ทึกผลการทดลอง งานทท่ี ำโดยแรงดงึ พลงั งานศักย์โน้มถ่วง

ความสงู ของรางไม้ ขนาดของแรงดึง W = F∆ (J) W = mgh (J)
h (m) F (N)

คำถามทา้ ยกิจกรรม
1. ในการทดลองแต่ละครัง้ รถทดลองมีเส้นทางการเคลื่อนท่ีต่างกันหรือไม่ อยา่ งไร
............................................................................................................................. ...................................
................................................................................................ ................................................................
............................................................................................................................. ...................................
2. ถา้ ออกแรงดึงขึน้ ในแนวดิ่งเป็นระยะทาง h งานท่ีทำโดยแรงนี้ เท่ากบั งานที่ทำโดยแรงดงึ F หรือไม่
อยา่ งไร
............................................................................................................................. ...................................
..................................................................................................................................................... ...........
........................................................................................................................ ........................................

3. จากการทดลอง แสดงว่าพลังงานศักย์โน้มถว่ งของวัตถขุ ้ึนอยกู่ ับเสน้ ทางการเคล่อื นท่ีหรอื ไม่
อยา่ งไร
............................................................................................................................. ...................................
................................................................................................ ................................................................
............................................................................................................................. ...................................

144

ใบความรู้
พลงั งานศกั ยโ์ นม้ ถ่วง

ชอ่ื -สกลุ ......................................................................................................................... ............ชัน้ .................เลขที.่ .....................

พลังงานศักย์ (potential energy; Ep ) คือ พลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุอันเนื่องมาจากตำแหน่งของวัตถุ ประกอบด้วย
พลังงานศกั ยโ์ น้มถว่ ง (gravitational potential energy) เป็นพลังงานสะสมในวัตถเุ นื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก และพลังงาน
ศักย์ยืดหยุน่ (elastic potential energy) เปน็ พลงั งานที่สะสมในวัตถุที่มคี วามยดื หยุ่น เช่น ยางยดื ยางรัดของ สปริง เปน็ ตน้

1. พลังงานศักย์โน้มถ่วง (gravitational potential energy; Ep) เป็นพลังงานที่สะสมในวัตถุเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก
โดยวัตถอุ ย่หู ่างจากตำแหนง่ อ้างองิ ตามแนวดิ่ง

ภาพ การยกวัตถุด้วยแรง F เปน็ ระยะ h

จากภาพ ชายคนหนึ่งยกวัตถมุ วล m ด้วยแรง F ที่มีขนาดเท่ากบั นำ้ หนักของวัตถุ mg ให้สูงขึ้นในแนวดิง่ จากพื้นที่เป็น
ตำแหน่งอ้างอิงดว้ ยความเรว็ คงตัว เมือ่ พิจารณางานท่ีทำเพ่อื ยกวัตถุ

จากสมการ

เนอื่ งจากแรงกระทำในทศิ เดียวกับทิศทางการเคลอื่ นที่ของวตั ถุ จะไดว้ า่

เมื่อ F = mg และ ∆x = h จะไดว้ า่

จึงสรุปไดว้ ่า งานของวตั ถทุ ี่อยู่ในระดับความสูง h เม่อื เทยี บกับตำแหน่งอ้างอิงจะมีคา่ เท่ากบั mgh และเรียกงานน้ันว่า
พลงั งานศกั ยโ์ น้มถ่วง สามารถคำนวณได้ ดงั สมการ

Ep คือ พลงั งานศักย์โน้มถว่ ง มีหนว่ ยเปน็ จูล (J)
m คือ มวลของวัตถุ มีหนว่ ยเป็น กิโลกรัม (kg)
g คือ ความเรง่ โน้มถ่วงของโลก มีหน่วยเป็น เมตรต่อวนิ าที2 (m/s2)
h คือ ความสงู ท่วี ดั จากตำแหนง่ อา้ งองิ มหี นว่ ยเปน็ เมตร (m)

จากสมการด้านบนจะเห็นไดว้ า่ พลังงานศักย์โน้มถว่ งมคี ่าขึน้ กับมวล ความเร่งโน้มถ่วง และความสูงของวัตถุเมือ่ เทียบ
กับตำแหนง่ อ้างองิ หากวตั ถนุ นั้ อยทู่ ่ตี ำแหนง่ อา้ งอิง (h = 0) พลังงานศกั ย์โนม้ ถ่วงของวตั ถุนั้นจะมคี ่าเป็นศนู ย์

การคำนวณ 145

1. ลงั สนิ ค้ามวล 1000 กิโลกรมั ถูกยกข้นึ วางบนที่สูงจากพื้นดิน 2 เมตร พลังงานศักยโ์ น้มถ่วงของสินค้ามีค่าเท่าใดเม่ือเทียบกับ
พื้นดิน (ให้ g = 10 m/s2)

K W D L
โจทยบ์ อกอะไรให้ โจทยใ์ หห้ าอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบท่ไี ด้
มีวธิ กี ารอะไร ใชว้ ิธอี ะไร กระบวนการแก้โจทย์
ทราบบ้าง
ได้บ้าง ปัญหา

2. ชายคนหนง่ึ ยกกล่องมวล 20 กโิ ลกรัม จากโตะ๊ เรียนสูตร 1 เมตร ข้ึนไปไว้ท่สี ูง 3 เมตร จากพนื้ เรยี น

ก. จงคำนวณพลังงานศักยโ์ น้มถ่สงของกล่องน้ี เมอ่ื ให้พ้ืนห้องเรียนเปน็ ระดบั อา้ งอิงและเม่ือใหพ้ ื้นทโี่ ต๊ะเรยี นเปน็

ระดบั อ้างอิง (ให้ g = 10 m/s2)

K ภาพสถานการณ์
โจทย์บอกอะไรให้

ทราบบา้ ง

W
โจทยใ์ ห้หาอะไร
มีวิธีการอะไร ใช้วิธอี ะไร

ไดบ้ า้ ง

D
ดำเนนิ การตาม
กระบวนการแกโ้ จทย์
ปัญหา

L
คำตอบทไ่ี ด้

146

ข. จงคำนวณงานของแรงทีใ่ ช้ในการยกกล่องจากพื้นโต๊ะข้ึนไปไวท้ สี่ ูง 3 เมตรจากพน้ื หอ้ งเรียนอย่างชา้ ๆ
(ให้ g = 10 m/s2)

K W D L
โจทยบ์ อกอะไรให้ โจทยใ์ ห้หาอะไร ดำเนนิ การตาม คำตอบทไี่ ด้
มวี ธิ ีการอะไร ใชว้ ธิ ีอะไร กระบวนการแกโ้ จทย์
ทราบบา้ ง
ไดบ้ ้าง ปัญหา

3. วัตถมุ วล 1 กโิ ลกรมั ผกู ดว้ ยเชือกยาว 2 เมตร แขวนไวใ้ นแนวดิง่ มแี รงดึงในแนวระดับกระทำตอ่ วัตถุตลอดเวลา จนแนวเสน้
เชือกทำมุม 60 องศา กบั แนวดิ่ง จงหาว่างานของแรงดงึ น้ีเทา่ กับเท่าใด (ให้ g = 10 m/s2)

K ภาพสถานการณ์
โจทย์บอกอะไรให้
ทราบบา้ ง

W
โจทยใ์ ห้หาอะไร
มวี ธิ ีการอะไร ใชว้ ธิ อี ะไร

ไดบ้ ้าง

D
ดำเนินการตาม
กระบวนการแก้โจทย์
ปัญหา

L
คำตอบท่ีได้