เรื่องงานและกำลัง ม.2

เรื่องงานและกาลงั ม.2
จดั ทาโดย

เดก็ หญิง ปัฐมาภรณ์ ทพิ ฤาชา ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีที2เลขที่7
เดก็ ชาย ธนั วา มาศวรรณา ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีที2เลขที1่ 5

โรงเรียนบ้านหนองหว้านาคาพฒั นา

บทที่ 2 งานและพลงั งาน

2.1 งาน (work)

งาน (work) คอื ผลของแรงที่กระทาตอ่ วตั ถแุ ล้วทาให้วตั ถเุ คล่ือนท่ีไปตามแนวราบ งานเป็ นปริมาณที่สามารถคานวณได้จากความส
งาน = แรง (นิวตนั ) x ระยะทาง (เมตร)

เม่ือ W คือ งาน มีหนว่ ยเป็นจลู ( J ) หรือนิวตนั เมตร (N-m)
F คอื แรงที่กระทา มีนหนว่ ยเป็นนวิ ตนั ( N )
s คือ ระยะทางที่วตั ถเุ คล่ือนที่ไปตามแนวราบ มีหนว่ ยเป็นเมตร ( m )
จะได้สตู รคานวณหางาน คอื F = W x s

ตวั อยา่ ง วนิ ยั ออกแรงยกกลอ่ งด้วยแรง 30 นิวตนั แล้วเดนิ ขนึ ้ บนั ได 5 ขนั้ แตล่ ะขนั้ สงู 20
เซนตเิ มตรงานที่วินยั ทาจากการยกกลอ่ งขนึ ้ บนั ไดมีคา่ เทา่ ใด

วิธีทา จากโจทย์ความสงู ของขนั้ บนั ใด = 5 x 20

จากสตู ร = 100 cm
= 1m
W = Fxs

= 30 x 1

= 30 J
ตอบ วินยั ทางานจากการลากกลอ่ งได้ 30 จลู

2.2 กาลงั

จากความรู้เรื่องงานพบวา่ งานที่เกิดจะเก่ียวขอ้ งกบั แรง และการกระจดั เท่าน้นั ไม่เกี่ยวกบั ปริมาณอ่ืน
เช่น ไมเ่ ก่ียวขอ้ ง
กบั เวลา แต่ยงั มีปริมาณที่เกี่ยวขอ้ งกบั งานและเวลาท่ีใชใ้ นการเกิดงานอีก เช่น งานท่ีทาใชเ้ วลานอ้ ยเรา
กล่าววา่ จะมีกาลงั มากกวา่ ในช่วงงานที่ทาในเวลาท่ีมากกวา่

นิยาม กาลงั คอื อตั รากท่ีทางานหรืองานทีเ่ กดิ ขึน้ ในหนึ่งหน่วยเวลา

เป็นวนิ าที (s) กาหนดให้ W คือ งานท่ีทาได้ มีหน่วยเป็นจูล (J)
จากนิยามของกาลงั เขียนเป็ นสมการไดว้ า่ t คือ เวลาท่ีใชใ้ นการทางาน มีหน่วย

P คือ กาลงั

หน่วยของกาลงั คือ J/s หรือ
เรียกวา่ Watt (วตั ต)์ "W"

การหากาลงั ของวตั ถุท่ีเคล่ือนที่ดว้ ความเร็ว V
ไดว้ า่ P = FV
กาลงั มา้ (horsepower, hp) คือ กาลงั ของมา้ 1 ตวั หรืออตั ราการทางานของมา้ 1 ตวั เช่น
เครื่องยนต์ 10 hp สามารถทางานเทา่ กบั มา้ 10 ตวั หน่ึงกาลงั มา้ คือ งาน 33,000 ฟุต-ปอนด์
ตอ่ หน่ึงนาที (ft-lb/min)
มา้ เดิน 165 ft ในเวลา 1 นาที และยกน้าหนกั 200 lb ปริมาณงานท่ีทาภายในเวลา 1
นาที คือ 33,000 ft-lb (165 ft * 200 lb)

ภาพแสดง มา้ หน่ึงตวั สามารถทางาน 33,000 ft-lb/min
ถา้ มา้ ทางานดงั กล่าวภายในเวลา 2 นาที ดงั น้นั งานท่ีทาต่อเวลา 1 นาที จะเป็นคร่ืงหน่ึงของ
งานคร้ังแรก หรือกาลงั มา้ เท่ากบั 1/2 hp สูตรการคานวณหากาลงั มา้ คือ

เม่ือ L หมายถึง ความยาวเป็นฟุต (เป็นระยะที่ W กระทา)
W หมายถึง แรงเป็นปอนด์ (กระทาตลอดระยะความยาว L)
t หมายถึง เวลาเป็นนาที

หมายเหตุ กาลงั 1 กาลงั มา้ (HP) มีค่า 746 วตั ต์

ตวั อย่างการคานวณ





งาน (work)

งาน (work) คือ ผลของแรงท่ีกระทาตอ่ วตั ถแุ ล้วทาให้วตั ถเุ คลื่อนที่ไปตามแนวราบ งานเป็นปริมาณท่ี
สามารถคานวณได้จากความสมั พนั ธ์ดงั ตอ่ ไปนี ้

งาน = แรง (นวิ ตนั ) x ระยะทาง (เมตร)
เม่ือ W คือ งาน มีหนว่ ยเป็นจลู ( J ) หรือนวิ ตนั เมตร (N-m)
F คือ แรงที่กระทา มีนหนว่ ยเป็นนวิ ตนั ( N )
s คอื ระยะทางท่ีวตั ถเุ คลื่อนที่ไปตามแนวราบ มีหนว่ ยเป็นเมตร ( m )
จะได้สตู รคานวณหางาน คอื F = W x s
ตวั อยา่ ง วนิ ยั ออกแรงยกกล่องด้วยแรง 30 นวิ ตนั แล้วเดนิ ขนึ ้ บนั ได 5 ขนั้ แตล่ ะขนั้ สงู 20
เซนตเิ มตรงานที่วนิ ยั ทาจากการยกกลอ่ งขนึ ้ บนั ไดมีคา่ เทา่ ใด

วธิ ีทา จากโจทย์ความสงู ของขนั้ บนั ใด = 5 x 20

= 100 cm W = Fxs

= 1m
จากสตู ร

= 30 x 1= 30 J
ตอบ วินยั ทางานจากการลากกลอ่ งได้ 30 จลู

กาลงั คือ อตั ราการทางาน หรือพลงั งานถกู เปลี่ยน
ยนแปลง วชิ าฟิสกิ ส์ เรื่องงานและพลงั งาน

รับสอนฟิสกิ ส์ ตวิ PAT2 ท่ีบ้าน วชิ าฟิ สิกส์ เรื่องงานและพลงั งานหน่วยที่ 2 พลงั งาน
พลงั งาน คอื ความสามารถในการทางานได้ ส่ิงมชี ีวติ ทุกชนิดจะมสี สารและพลงั งานเป็ น
พนื้ ฐานของการดารงชีวติ สสารน้ันจะมรี ูปร่างและสามารถสัมผสั จับต้องได้ ส่วนพลงั งาน

น้ันแม้ว่าจะสัมผสั ได้แต่จับต้องไม่ได้เหมอื นสสาร
พลงั งานสามารถทาให้สสารเกดิ การเปลย่ี นแปลงได้ เช่นทาให้สสารร้อนหรือมีอุณหภูมิ

สูงขนึ้ ทาให้วตั ถุเคลอ่ื นที่ได้
ในชีวติ ของเราเกยี่ วข้องอยู่กบั พลงั งานตลอดเวลา ซ่ึงพลงั งานมหี ลายรูปแบบ ทีเ่ รารู้จักกนั

ดีคอื
พลงั งานความร้อน ไฟฟ้ า แสง เสียง เคมี รังสี และพลงั งานกลดพลงั งานศักย์ยดื หยุ่น คอื
พลงั งานท่ีสะสมในวตั ถุทม่ี ีคุณสมบตั ิยดื หย่นุ อนั เนื่องมาจากการถูกทาให้ยดื ออกหรือหด
เข้าจากตาแหน่งสมดุล ซ่ึงวตั ถุท่ีมคี ุณสมบัติยดื หย่นุ ได้แก่ ยาง สปริง คนั ธนู เป็ นต้น ใน
ทนี่ ีจ้ ะขอกล่าวถงึ เฉพาะพลงั งานศักย์ยดื หย่นุ ของสปริงดดดดดพลงั งานศักย์ยดื หย่นุ ใน
สปริงจะมากหรือน้อยน้ัน ขึน้ อยู่กบั สองตัวแปร ได้แก่ ค่าคงทีข่ องสปริง ซึ่งอาจจะกล่าว
เพอื่ ให้เข้าใจง่ายๆ ว่า ความแขง็ -อ่อนของสปริง สปริงทีม่ ีค่าคงท่ีของสปริงมากๆ กจ็ ะแขง็
ทาให้ยดื ออกหรือหดเข้าได้ยากกว่าสปริงทม่ี ีค่าคงทขี่ องสปริงน้อยๆ อกี ตวั แปรหน่ึงกค็ อื

ระยะทีย่ ดื อ
อกหรือหดเข้าของสปริงจากตาแหน่งสมดุลงานและพลงั งาน

งาน (work) คอื ผลของแรงทก่ี ระทาต อวตั ถุแล วทาให วตั ถุเคลอ่ื นทีไ่ ปตาม
แนวราบ งานเป น

ปริมาณท่ีสามารถคานวณได จากความสัมพนั ธ ดงตั อไปนี้
งาน = แรง (นิวตนั ) x ระยะทาง (เมตร)

เมอื่ W คอื งาน มีหน วยเป นจูล ( J ) หรือนิวตันเมตร (N-m)
F คอื แรงทก่ี ระทา มีนหน วยเป นนิวตนั ( N )

s คอื ระยะทางทวี่ ตั ถุเคลอ่ื นท่ไปตามแนวราบ ีี มหี น วยเป นเมตร ( m )
จะได สูตรคานวณหางาน คอื F = W x s

ตัวอย าง วนิ ัยออกแรงยกกล องด วยแรง 30 นิวตัน แล วเดนิ ขนึ้ บันได 5 ข้ัน แต
ละข้ันสูง

20 เซนติเมตรงานที่วนิ ัยทาจากการยกกล องขนึ้ บันไดมีค าเท าใด
วธิ ีทา จากโจทย ความสูงของข้นั บันใด = 5 x 20

= 100 cm
=1m

จากสูตร W = F x s

= 30 x 1
= 30 J
ตอบ วนิ ัยทางานจากการลากกล องได 30 จูล

ตัวอย าง กล องใบหน่ึงมวล 1 กโิ ลกรัม วางอยู บนพนื้ ที่มคี วามฝ ดทม่ี ี
สัมประสิทธ์ิความเสียด

ทาน เท ากบั 0.5 ถ าออกแรงดงึ ขนาด 100 นิวตัน แล วทาให กล อง
เคลอ่ื นท่ีได ระยะ
กระจดั 2 เมตร จงหา

ก. งานของแรงดึง ข. งานของแรงเสียดทาน
วธิ ีทา มวล m = 1 กโิ ลกรัม (kg) หรือ น้ําหนัก = 10 นวติ ีั น (N)

สัมประสิทธ์ิความเสียดทาน m = 0.5
แรงดงึ F = 100 นิวตัน (N)
ระยะ กระจัด S = 2 เมตร (m)
ก. หางานของแรงดงึ

จากสูตร W = F S ( เมอ่ื F คอื แรงดงึ )
จะได W = 100 N x 2 m = 200 J

ตอบ งานของแรงดงึ เท ากบั 200 จูล
ข. หางานของแรงเสียดทาน

จากสูตร W = f S (เม่ือ f คอื แรงเสียดทาน และ f = m N)
จะได W = N x S

= 0.5 x 10 N x ( - 2 m )

= -10 J

ตอบ งานของแรงเสียดทาน เท ากบั -10 จูล

* ข อสังเกต ระยะกระจดั มีเคร่ืองหมายเป นลบ เพราะระยะกระจัดมที ีิศตรงข าม
กบั แรง