แผนการจัดการเรียนรู้ เทอม 2

เรื่อง สมดุลต่อการเลื่อนที่ คำชี้แจง : จงแสดงวิธีคำนวณหาผลลัพธ์เกี่ยวกับสมดุลต่อการเลื่อนที่ 1. วัตถุอยู่ในสภาพสมดุล ดังภาพ โดยเชือกที่อยู่ในแนวระดับ มีขนาดแรงดึงในเส้นเชือกเป็น 40 นิวตัน จงหา ค่าของแรงดึงในเส้นเชือก (T) และน้ำหนัก (mg) วิธีทำ คำนวณหาแรงดึงในเส้นเชือก (T) จากสมการ ∑ F⃑ = 0 ∑ F⃑ซ้าย = ∑ F⃑ขวา 40 = T cos 37o 40 = T( 4 5 ) T = 50 N คำนวณหาน้ำหนัก (mg) จากสมการ ∑ F⃑ = 0 ∑ F⃑ขึ้น = ∑ F⃑ลง T sin 37o = mg 50 ( 3 5 ) = mg mg = 30 N ดังนั้น แรงดึงในเส้นเชือก (T) และน้ำหนัก (mg) เท่ากับ 50 และ 30 นิวตัน ตามลำดับ ใบงานที่ 4.3

2. ระบบนี้จะสมดุลเมื่อแรง T1 T2 และ mg ทำมุมกัน ดังภาพ ก) จงหาว่า mg เท่ากับเท่าใด วิธีทำ จากโจทย์สามารถเขียนแผนภาพของแรง T1 , T2 และ mg ได้ดังภาพ จากทฤษฎีของลามี F⃑1 sin α = F⃑2 sin β = F⃑3 sin θ จะได้ว่า mg sin90 = T2 sin150 จากโจทย์จะได้ว่า T2 = 100 N mg sin90 = 100 sin150 mg 1 = 100 1 2 mg = 200 N ดังนั้น ถ้าต้องการให้ระบบสมดุล mg ต้องเท่ากับ 200 นิวตัน ข) จงหาว่าแรงดึงในเส้นเชือก T1 เท่ากับเท่าใด วิธีทำ พิจารณาภาพในข้อ ก) จากทฤษฎีของลามี F⃑1 sin α = F⃑2 sin β = F⃑3 sin θ จะได้ว่า mg sin90 = T1 sin120 200 1 = T1 √3 2 T1 = 200( √3 2 ) = 100√3 N ดังนั้น แรงดึงในเส้นเชือก T1 เท่ากับ 100√3 นิวตัน

3. AB เป็นเสาค้ำเชือก CBD ดังภาพ ถ้า AB ยาว 3 เมตร AC ยาว 4 เมตร CB ยาว 2 เมตร จงหาแรงดึงในเส้น เชือกระหว่า BC วิธีทำ จากโจทย์สามารถเขียนภาพของแรงได้ ดังภาพ จากสมการสามเหลี่ยมแทนแรง F⃑1 AB = F⃑2 BC = F⃑3 AC จะได้ว่า T 2 = 20 4 T = 10 N ดังนั้น แรงดึงในเส้นเชือกระหว่าง BC เท่ากับ 10 นิวตัน 4. แขวนมวลหนัก 20 นิวตัน ที่ตำแหน่งกึ่งกลางเชือกเบาเส้นหนึ่ง ดยตรึงปลายทั้งสองข้างไว้กับผนัง เมื่อระบบ อยู่ในสมดุล พบว่า ปลายเชือกทั้งสองด้านทำมุม 10 องศา กับแนวระดับ จงคำนวณหาแรงดึงในเส้นเชือก โดย กำหนดให้ sin 10o = 0.17 และ cos 10o = 0.98 วิธีทำ จากโจทย์สามารถเขียนภาพได้ ดังนี้ จากสมการ ∑ F⃑ = 0 ∑ F⃑ขึ้น = ∑ F⃑ลง T sin 10o + T sin 10o = mg 2 T sin 10o = 20 T = 1 2 (20) sin10 T = 10 0.17 T = 58.8 N ดังนั้น แรงดึงในเส้นเชือก T เท่ากับ 58.8 นิวตัน

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 4 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รหัสวิชา ว31202 รายวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่4 เรื่อง สมดุลกล ชั้นมัธยมศึกษาปีที่4 เรื่อง สมดุลต่อการหมุน จำนวน 5 ชั่วโมง ภาคเรียนที่2 ปีการศึกษา 2566 สอนโดย นางสาวศศิธร สีมายา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ : 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกลของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ อธิบายสมดุลกลของวัตถุ โมเมนต์ และผลรวมของโมเมนต์ที่มีต่อการหมุน แรงคู่ควบและผลของ แรงคู่ควบที่มีต่อสมดุลของวัตถุ เขียนแผนภาพของแรงที่กระทำต่อวัตถุอิสระเมื่อวัตถุอยู่ในสมดุลกล และ คำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องรวมทั้งทดลองและอธิบายสมดุลของแรงสามแรงได้ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) - บอกความหมายและคำนวณโมเมนต์ของแรง แรงคู่ควบและลักษณะการเคลื่อนที่ของ วัตถุเมื่อมีแรงคู่ควบหนึ่งคู่กระทำต่อวัตถุ - อภิปรายเพื่อสรุปเงื่อนไขที่ทำให้วัตถุอยู่ในสมดุลต่อการหมุน 3.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - เขียนแผนภาพวัตถุอิสระ วิเคราะห์ และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องเมื่อวัตถุอยู่ใน สมดุลต่อการหมุน 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - มีวินัย - ใฝ่เรียนรู้ - มุ่งมั่นในการทำงาน 4. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 4.1 ความสามารถในการสื่อสาร 4.2 ความสามารถในการคิด 4.3 ความสามารถในการแก้ปัญหา

5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แนวคิด/รูปแบบการสอน/วิธีการสอน/เทคนิค : สืบเสาะหาความรู้ 5Es (5Es Instructional Model) 6. สาระสำคัญ เมื่อมีแรงกระทำต่อวัตถุแข็งเกร็ง โดยแนวแรงนั้นลากผ่านศูนย์กลางมวล จะพบว่า วัตถุเกิดการ เปลี่ยนแปลงความเร็วเชิงเส้น แต่ถ้าแนวแรงที่กระทำต่อวัตถุไม่ผ่านศูนย์กลางมวลของวัตถุ วัตถุนั้นจะเกิด การหมุนโดยมีศูนย์กลางมวลเป็นจุดหมุน 7. ภาระงาน/ชิ้นงาน 7.1 ใบงาน 4.4 เรื่อง สมดุลต่อการหมุน 8. กระบวนการจัดการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 3. ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 2. ครูนำเข้าสู่บทเรียนโดยการอภิปรายเพื่อทบทวนเกี่ยวกับศูนย์กลางมวลและศูนย์ถ่วง จากนั้นครูนำ อภิปรายเกี่ยวกับสมดุลต่อการหมุน เทียบเคียงกับสมดุลต่อการเลื่อนที่ จนสรุปได้ว่า “วัตถุที่สมดุลต่อการหมุน วัตถุจะหยุดนิ่ง (ไม่หมุน) หรืออาจหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงตัว แต่ในบทเรียนจะศึกษาเฉพาะกรณีที่วัตถุหยุด นิ่ง” ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. ครูยกตัวอย่างเกี่ยวกับการหมุนของวัตถุที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน เช่น การผลักบานประตูหรือ หน้าต่าง การบิดลูกบิดประตู การถีบจักรยาน การออกแรงผลักปากกาหรือไม้บรรทัดที่วางบนโต๊ะ แล้วนำ อภิปรายจนได้ข้อสรุปว่า “เมื่อออกแรงกระทำกับวัตถุ โดยแนวแรงไม่ผ่านศูนย์กลางมวลของวัตถุ จะทำให้วัตถุ หมุนรอบศูนย์กลางมวล แต่ถ้ามีการยึดวัตถุให้อยู่ที่แกนหมุนอื่นซึ่งไม่ใช่ศูนย์กลางมวล วัตถุจะหมุนรอบแกน นั้นๆ ได้ ผลการหมุนที่เกิดจากแรงเรียกว่า โมเมนต์ของแรง” 2. ครูนำอภิปรายรายละเอียดตามหนังสือเรียน จนได้ข้อสรุปว่า ขนาดของโมเมนต์ของแรงมีค่าเท่ากับ ผลคูณระหว่างขนาดของแรงกับระยะทางจากจุดหมุนไปตั้งฉากกับแนวแรง ตามสมการ (4.3) และ (4.4) ครู ควรเน้นว่าโมเมนต์ของแรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ และครูควรชี้ให้เห็นว่า การกำหนดให้โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา และโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกามีเครื่องหมายต่างกัน ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 3. นักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับสถานการณ์การแขวนถุงทรายกับคาน ตามรายละเอียดและรูป 4.11 ในหนังสือเรียน จนได้ข้อสรุปว่า คานหรือวัตถุจะอยู่ในสมดุลต่อการหมุนและอยู่นิ่งเมื่อผลรวมของ

โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกาเท่ากับผลรวมของโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา หรือ ผลรวมทางคณิตศาสตร์ของโมเมนต์มี ค่าเป็นศูนย์ เขียนแทนได้ด้วยสมการ (4.5) และ สมการ (4.6) ตามลำดับ ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. ครูยกตัวอย่างการออกแรงสองแรงที่กระทำต่อวัตถุแล้วทำให้วัตถุมีการหมุน เช่น การใช้มือออกแรง หมุนพวงมาลัยรถขณะเลี้ยว หรือ การใช้มือออกแรงหมุนลูกบิดประตู โดยให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายจนกระทั่งได้ ข้อสรุปว่า ขณะหมุนพวงมาลัยรถ หรือ ขณะบิดลูกบิดประตู แรงที่กระทำต่อพวงมาลัยหรือลูกบิดประตูมีสองแรง ในทิศทางตรงข้ามกัน โดยในกรณีลูกบิดประตูสามารถแสดงแรงที่กระทำต่อลูกบิดได้ดังรูป 2. นักเรียนและครูร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับแรงคู่ควบคู่หนึ่งกระทำต่อวัตถุตามรายละเอียดในหนังสือ เรียน จนได้ข้อสรุปดังนี้ 1) แรงสองแรงที่มีขนาดเท่ากันกระทำต่อวัตถุ แนวแรงขนานกัน แต่มีทิศทางตรงข้ามกัน เรียกว่า แรงคู่ควบ 2) โมเมนต์ของแรงคู่ควบใด ๆ มีขนาดเท่ากับผลคูณของขนาดของแรงใดแรงหนึ่งกับระยะทาง ตั้งฉากระหว่างแนวแรงทั้งสอง ซึ่งวัตถุจะหมุนทวนหรือตามเข็มนาฬิกานั้น ขึ้นกับทิศทางของแรงคู่ควบนั้น 3) แรงคู่ควบหนึ่งคู่เป็นแรงที่ทำให้วัตถุไม่สมดุลต่อการหมุน แต่ทำให้สมดุลต่อการเลื่อนที เนื่องจากแรงลัพธ์ของแรงคู่ควบเป็นศูนย์ 4) ในกรณีที่วัตถุถูกกระทำด้วยแรงคู่ควบหนึ่งคู่ วัตถุจะไม่สมดุลต่อการหมุน ถ้าต้องการให้ วัตถุอยู่ในสมดุลต่อการหมุน คือ มีผลรวมของโมเมนต์เท่ากับศูนย์ ต้องมีแรงคู่ควบอย่างน้อยอีกหนึ่งคู่กระทำต่อ วัตถุ โดยมีโมเมนต์ของแรงคู่ควบเท่ากัน แต่มีการหมุนในทิศทางตรงข้ามกัน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1. ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่มวิเคราะห์ปัญหา “เมื่อวัตถุอยู่ในสมดุลต่อการเลื่อนที่ แต่ไม่สมดุลต่อการ หมุน เพราะมีแรงคู่ควบกระทำ และถ้าต้องการให้วัตถุนั้นสมดุลต่อการหมุน จะใช้แรงอีกหนึ่งแรงกระทำต่อ วัตถุได้หรือไม่” แล้วเขียนรายงานการวิเคราะห์ แรงบิด

แนวการวิเคราะห์ ในกรณีที่วัตถุถูกกระทำด้วยแรงคู่ควบหนึ่งคู่วัตถุนั้นจะสมดุลต่อการเลื่อนที่ แต่จะไม่สมดุล ต่อการหมนุ ถ้าจะให้วัตถุอยู่ในสมดุลกรหมุน คือทำให้ผลรวมของโมเมนต์ของแรงมีค่าเป็นศูนย์ จะต้องมีแรงคู่ ควบอีกหนึ่งคู่ ทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงขนาดเท่ากันและทำให้วัตถุหมุนในทิศทางตรงข้ามกัน จากรูป 4.11 โมเมนต์ของแรงคู่ควบ (F1 , F1 ) มีค่าเท่ากับ F1d และมีการหมุนทวนเข็มนาฬิกา แต่แรง ลัพธ์ของ (F1 , F1 ) เป็นศูนย์ เนื่องจากขนาดของแรงเท่ากันแต่ทิศทางตรงข้าม ขณะนี้วัตถุ จึงสมดุลต่อการเลื่อน ที่ แต่ไม่สมดุลต่อการหมุนเนื่องจากมีโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกาเพียงอย่างเดียว ไม่มีโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา ถ้าต้องการให้วัตถุนั้นสมดุลต่อการหมุนโดยใช้แรงอีกหนึ่งแรงกระทำแล้วทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงนั้น มีขนาดเท่ากับโมเมนต์ของแรงคู่ควบเดิมแต่มีทิศทางตรงข้ามกันนั้น สามารถทำได้ดังรูป 4.12 แต่การออกแรง กระทำเพียงแรงเดียวจะทำให้วัตถุนั้นไม่อยู่ในสมดุลต่อการเลื่อนที่ เพราะแรงลัพธ์ไม่เป็นศูนย์ ดังนั้นการที่จะทำให้วัตถุสมดุลต่อการเลื่อนที่และสมดุลต่อการหมุนในขณะเดียวกัน จึงต้องใช้แรงคู่ ควบอีกหนึ่งคู่กระทำต่อวัตถุ ในลักษณะที่ทำให้เกิดโมเมนต์เท่ากัน แต่ทิศทางการหมุนตรงข้ามกัโมเมนต์ของ แรงคู่ควบคู่แรกดังรูป 4.13 เช่น การใช้แรงคู่ควบ (F2 , F2 ) กระทำต่อวัตถุ ดังนี้

แรงลัพธ์ของแรงคู่ควบ แต่ละคู่เป็นศูนย์ วัตถุจึงสมดุลต่อการเลื่อนที่ โมเมนต์ของแรงคู่ควบ (F1 , F1 ) = F1d1 และเป็นโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา โมเมนต์ของแรงคู่ควบ (F2 , F2 ) = F2d2 และเป็นโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา ดังนั้น เมื่อโมเมนต์ของแรงคู่ควบ (F1 , F1 ) เท่ากับโมเมนต์ของแรงคู่ควบ (F2 , F2 ) วัตถุจะอยู่ในสมดุล ต่อการหมุน ทั้งนี้ F1 และ F2 ไม่จำเป็นต้องเท่ากัน แต่ F1d1 ต้องเท่ากับ F2d2 ครูอภิปรายตัวอย่าง 4.4 – 4.8 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน จากนั้นให้นักเรียนทำใบงาน 4.4 ส่ง ครูท้ายชั่วโมง ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 1. ครูตรวจสอบความรู้เกี่ยวกับสมดุลต่อการหมุน จากการตอบคำถามใบงาน 4.4 2. ครูประเมินทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูลและการ คำนวณ จากการคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับสมดุลต่อการหมุนในใบงาน 4.4 3. ครูประเมินคุณลักษณะอันพึงประสงค์ และสมรรถนะที่สำคัญจากการจากการอภิปรายร่วมกันและ จากการทำใบงาน 4.4 9. สื่อการเรียนรู้ 9.1 สื่อการเรียนรู้ 1) หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ ม.4 เล่ม 2 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เรื่อง สมดุลกล 2) อุปกรณ์สำหรับการสาธิต เช่น คาน เชือก ถุงทราย 9.2 แหล่งการเรียนรู้ 1) ห้องเรียน

2) ห้องสมุด 3) แหล่งข้อมูลสารสนเทศ 10. การวัดผลประเมินผล รายการวัด วิธีวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) - บอกความหมายและ คำนวณโมเมนต์ของแรง แรงคู่ควบและลักษณะ การเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อ มีแรงคู่ควบหนึ่งคู่กระทำ ต่อวัตถุ - อภิปรายเพื่อสรุป เงื่อนไขที่ทำให้วัตถุอยู่ใน สมดุลต่อการหมุน - ตรวจใบงาน 4.4 -ใบงาน 4.4 ร้อยละ 60 ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) - เขียนแผนภาพวัตถุอิสระ วิเคราะห์ และคำนวณ ปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง เมื่อวัตถุอยู่ในสมดุลต่อ การหมุน - ตรวจใบงาน 4.4 - แบบประเมินทักษะ กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - สังเกตความมีวินัย ใฝ่เรียนรู้ และมุ่งมั่น ในการทำงาน - แบบประเมิน คุณลักษณะ อันพึงประสงค์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ สมรรถนะที่สำคัญ - สมรรถนะที่สำคัญ - สังเกตความสามารถใน การสื่อสาร การคิด และ การแก้ปัญหา - แบบประเมินสมรรถนะ ที่สำคัญ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์

11. บันทึกหลังการสอน บันทึกความคิดเห็นและข้อเสนอแนะ ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ดีมาก ดี พอใช้ ควรปรับปรุง สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ............................................................. (นายไกรสร แจ่มใสดี) ตำแหน่งครูพี่เลี้ยง วันที่.........เดือน.......................พ.ศ.............. ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ดีมาก ดี พอใช้ ควรปรับปรุง สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางรุ่งนภาลัย ราชภักดี) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ดีมาก ดี พอใช้ ควรปรับปรุง สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางอภิญญา เที่ยงธรรม) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มบริหารวิชาการ วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

12. บันทึกหลังการสอน ผลการจัดการเรียนรู้ ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ปัญหา / อุปสรรค ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... แนวทางแก้ไข ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ.................................(ผู้สอน) (นางสาวศศิธร สีมายา) นักศึกษาฝึกปฏิบัติการสอนในสถานศึกษา

เรื่อง สมดุลต่อการหมุน คำชี้แจง : จงแสดงวิธีคำนวณหาผลลัพธ์เกี่ยวกับสมดุลต่อการหมุน 1. จากภาพ จงหาโมเมนต์ของแรง 8 นิวตัน ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. 2. ไม้บรรทัดอันหนึ่งยาว 20 เซนติเมตร วางอยู่บนพื้นโต๊ะ โดยมีแรงคู่ควบขนาด 20 นิวตัน กระทำต่อไม้ บรรทัดในทิศทำมุม 150 องศา กับไม้บรรทัด (มองในแนวตั้งฉากกับพื้นโต๊ะ) จงหาขนาดดมเม้นของแรงคู่ควบ ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ใบงานที่ 4.4

เรื่อง สมดุลต่อการหมุน คำชี้แจง : จงแสดงวิธีคำนวณหาผลลัพธ์เกี่ยวกับสมดุลต่อการหมุน 1. จากภาพ จงหาโมเมนต์ของแรง 8 นิวตัน วิธีทำ จากสมการ M = Fl = (8)(6-3) = 24 Nm ดังนั้น โมเมนต์ของแรง 8 นิวตัน เท่ากับ 24 นิวตันเมตร 2. ไม้บรรทัดอันหนึ่งยาว 20 เซนติเมตร วางอยู่บนพื้นโต๊ะ โดยมีแรงคู่ควบขนาด 20 นิวตัน กระทำต่อไม้ บรรทัดในทิศทำมุม 150 องศา กับไม้บรรทัด (มองในแนวตั้งฉากกับพื้นโต๊ะ) จงหาขนาดดมเม้นของแรงคู่ควบ วิธีทำ จากโจทย์สามารถเขียนภาพแสดงแนวแรงของแรงทั้งสองได้ ดังภาพ พิจารณาภาพสามารถหาค่า d ได้ จาก cos 60o = d 20 1 2 = d 20 d = 10 cm จากสมการ Mc = Fd = (20)(10x10-2 ) Mc = 2 Nm ดังนั้น โมเมนต์ของแรงคู่ควบเท่ากับ 2 นิวตันเมตร ใบงานที่ 4.4 เฉลย

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 5 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รหัสวิชา ว31202 รายวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่4 เรื่อง สมดุลกล ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง เสถียรภาพของวัตถุ จำนวน 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่2 ปีการศึกษา 2566 สอนโดย นางสาวศศิธร สีมายา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ : 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกลของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ อธิบายสมดุลกลของวัตถุ โมเมนต์ และผลรวมของโมเมนต์ที่มีต่อการหมุน แรงคู่ควบและผลของ แรงคู่ควบที่มีต่อสมดุลของวัตถุ เขียนแผนภาพของแรงที่กระทำต่อวัตถุอิสระเมื่อวัตถุอยู่ในสมดุลกล และ คำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องรวมทั้งทดลองและอธิบายสมดุลของแรงสามแรงได้ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) - อธิบายผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ 3.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - สังเกตผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - มีวินัย - ใฝ่เรียนรู้ - มุ่งมั่นในการทำงาน 4. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 4.1 ความสามารถในการสื่อสาร 4.2 ความสามารถในการคิด 4.3 ความสามารถในการแก้ปัญหา 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แนวคิด/รูปแบบการสอน/วิธีการสอน/เทคนิค : สืบเสาะหาความรู้ 5Es (5Es Instructional Model)

6. สาระสำคัญ วัตถุที่อยู่ในสมดุลอาจมีเสถียรภาพต่ำ ถ้าศูนย์ถ่วงของวัตถุอยู่สูง หรือ ฐานของวัตถุแคบ น้ำหนักของ วัตถุจะมีผลกับเสถียรภาพของวัตถุเมื่อทำให้ศูนย์ถ่วงของวัตถุสูงขึ้น 7. ภาระงาน/ชิ้นงาน 7.1 ใบงาน 4.5 เรื่อง เสถียรภาพของวัตถุ 7.2 กิจกรรม 4.3 ผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ 8. กระบวนการจัดการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 4. ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 2. ครูยกตัวอย่างวัตถุต่าง ๆ ที่อยู่ในสมดุล เช่น แท่งชอล์คที่วางนอนบนพื้นโต๊ะ ลูกบอลวางบนพื้น เมื่อนำชอล์ค (อาจใช้ปากกา หรือดินสอหรือวัตถุทรงยาวอื่น ๆ) วางตั้งบนพื้นโต๊ะ แล้วผลักวัตถุ แต่ละอย่าง ให้ นักเรียนสังเกตการเปลี่ยนแปลงของวัตถุเหล่านั้น ว่ามีการเปลี่ยนแปลงแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. ครูให้นักเรียนพิจารณารูป 4.14 ในหนังสือเรียน จากนั้นครูและนักเรียนร่วมกันอภิปราย รายละเอียดตามในหนังสือเรียน จนได้ข้อสรุปได้ว่า วัตถุต่าง ๆ ที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน เมื่อมีการวางตัวใน ลักษณะแตกต่างกันจะมีแนวโน้มที่จะล้มได้ง่ายหรือยากแตกต่างกัน เช่นเดียวกับกรณีของแจกัน นั่นคือ วัตถุจะ มีเสถียรภาพมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับการวางตัวของวัตถุ ปัจจัยใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับเสถียรภาพของวัตถุ ให้ นักเรียนศึกษาจากการทำกิจกรรม 4.3 ผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. ครูนำนักเรียนอภิปรายโดยใช้คำตอบของนักเรียนจากคำถามท้ายกิจกรรม จนได้ข้อสรุปว่าเสถียรภาพ ของวัตถุขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัย คือ 1) ศูนย์ถ่วงของวัตถุ 2) ความกว้างส่วนฐานของวัตถุ ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1. ครูนำนักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับเสถียรภาพของวัตถุในรูป 4.16 – 4.17 ในหนังสือเรียน จากนั้นให้ นักเรียนยกตัวอย่างการนำความเข้าใจเกี่ยวกับเสถียรภาพของวัตถุไปใช้ในชีวิตประจำวัน ตามรายละเอียดใน หนังสือเรียน 2. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสถียรภาพของสมดุล ดังนี้ เสถียรภาพของสมดุลวัตถุขณะอยู่ในสมดุลอาจวางตัวในลักษณะต่างกัน ซึ่งจะทำให้วัตถุนั้น ๆ มี เสถียรภาพของสมดุลต่างกันด้วย เช่น การวางกรวยในรูป ก. ข. และ ค.

ในแต่ละกรณี กรวยจะรักษาสมดุลได้ต่างกัน จากรูป ก. เมื่อผลักกรวยให้เอียงไปจากเดิมเล็กน้อยแล้ว ปล่อยมือ กรวยจะเคลื่อนที่กลับมาอยู่ในลักษณะเดิม กรณีนี้เรียกว่ากรวยอยู่ในสมดุลเสถียร (stable equilibrium) ถ้ากรวยอยู่ในลักษณะดังรูป ข. เมื่อผลักกรวยอย่างไรก็ตาม กรวยจะเคลื่อนตัวไม่กลับที่เดิม แต่ อยู่นิ่งในลักษณะเดิมได้ เรียกว่ากรวยอยู่ในสมดุลสะเทิน (neutral equilibrium) แต่ถ้าวางกรวย ดังรูป ค. เมื่อ ผลักกรวยให้เอียงจากเดิมเล็กน้อยแล้วปล่อยมือกรวยจะล้ม ในกรณีนี้เรียกว่ากรวยอยู่ในสมดุลไม่เสถียร (unstable equilibrium) สมดุลเสถียร จากรูป ก. เดิมกรวยอยู่ในสภาพสมดุลเสถียร เมื่อมีแรงกระทำต่อกรวยให้เอียงไปเล็กน้อยศูนย์กลาง มวล (CM) ของกรวย จะเปลี่ยนตำแหน่งอยู่ในระดับสูงขึ้น ซึ่งหมายถึงกรวยมีพลังงานศักย์สูงขึ้น เมื่อกรวย เอียงไปทางใดทางหนึ่ง น้ำหนักจะไม่อยู่ในแนวเดียวกับแรงที่พื้นดันวัตถุในทิศทางตั้งฉาก ทำให้เกิดโมเมนต์ของ แรงคู่ควบที่จะทำให้กรวยกลับมาตั้งอยู่ในลักษณะเดิม สมดุลสะเทิน จากรูป ข. เมื่อออกแรงผลักกรวย ไม่ว่าจะผลักอย่างไร กรวยจะกลิ้งโดยศูนย์กลางมวลของกรวยอยู่สูง จากพื้นเท่าเดิม พลังงานศักย์ของศูนย์กลางมวลเท่าเดิม และแนวน้ำหนักยังคงอยู่ในแนวแรง จึงไม่เกิดโมเมนต์ ของแรงให้กลับคืนที่เดิม ทำให้กรวยอยู่ ณ ตำแหน่งใหม่ทุกครั้งแต่วางตัวในลักษณะเดิม สมดุลไม่เสถียร จากรูป ค. เมื่อกรวยถูกผลักให้เอียงไปเล็กน้อย ศูนย์กลางมวลจะเปลี่ยนตำแหน่งอยู่ในระดับที่ต่ำลง พลังงานศักย์ของกรวยจะลดลง และเมื่อศูนย์กลางมวลของกรวยพ้นแนวปลายแหลมของกรวยที่เป็นฐาน ทำให้ กรวยล้มเนื่องจากโมเมนต์ของแรงคู่ควบของน้ำหนักและแรงตั้งฉาก โดยกรวยจะไม่วางตัวกลับไปดังเดิม สำหรับระบบใด ๆ ที่เราพิจารณา หากว่าพลังงานศักย์ของระบบมีการเปลี่ยนแปลง ระบบจะพยายาม ปรับเปลี่ยนตัวเองให้มีพลังงานศักย์ต่ำที่สุด ตัวอย่างเช่น วัตถุทรงกลมวางอยู่บนพื้นที่มีลักษณะต่าง ๆ ดังรูป ด้านล่าง ทรงกลมที่เขียนเป็นเส้นประแสดงตำแหน่งของทรงกลมขณะที่อยู่ในสมดุล ทรงกลมทึบแสดงตำแหน่ง ของทรงกลมหลังจากถูกแรงภายนอกกระทำจนตำแหน่งเปลี่ยนไปจากเดิม และลูกศรแสดงทิศทางของแรงลัพธ์ ที่กระทำต่อทรงกลม สังเกตว่า สำหรับสมดุลเสถียร (รูป ง.) แรงลัพธ์จะกระทำในทิศทางที่จะลดพลังงานศักย์ ของระบบลง ในกรณีนี้เป็นทิศที่ชี้เข้าหาจุดสมดุลเดิม ซึ่งทำให้วัตถุถูกดึงกลับไปสู่จุดสมดุล สำหรับสมดุล สะเทิน (รูป จ.) ไม่มีแรงลัพธ์กระทำต่อวัตถุเนื่องจากพลังงานศักย์ของวัตถุเท่ากันทุกตำแหน่ง นั่นหมายถึงวัตถุ

สามารถอยู่ในสมดุล ณ ตำแหน่งใหม่ได้ และสำหรับสมดุลไม่เสถียร (รูป ฉ.) แรงลัพธ์กระทำในทิศทางที่จะลด พลังงานศักย์ของระบบ แต่กรณีนี้ทิศของแรงชี้ออกจากตำแหน่งสมดุล ซึ่งหมายถึง วัตถุจะเสียสภาพสมดุลไป 3. นักเรียนทำใบงาน 4.5 เรื่อง เสถียรภาพของวัตถุ ส่งครูท้ายชั่วโมง 4. นักเรียนทำแบบทดสอบหลังเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ เรื่อง สมดุลกล ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 1. ครูตรวจสอบผลการทำแบบทดสอบหลังเรียน เพื่อตรวจสอบความเข้าใจหลังเรียนของนักเรียน 2. ครูตรวจสอบความรู้เกี่ยวกับเสถียรภาพของวัตถุ จากการตอบคำถามใบงาน 4.5 3. ครูประเมินทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่ทักษะการสังเกตจากการทำกิจกรรม 4.3 ผล ของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ 4. ครูประเมินคุณลักษณะอันพึงประสงค์ และสมรรถนะที่สำคัญจากการจากการอภิปรายร่วมกันและ จากการทำใบงาน 4.5 9. สื่อการเรียนรู้ 9.1 สื่อการเรียนรู้ 1) หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ ม.4 เล่ม 2 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เรื่อง สมดุลกล 2) อุปกรณ์สำหรับการสาธิต เช่น กล่องชอล์ค กล่องนม 3) ชุดอุปกรณ์กิจกรรม 4.3 ผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ 9.2 แหล่งการเรียนรู้ 1) ห้องเรียน 2) ห้องสมุด 3) แหล่งข้อมูลสารสนเทศ

10. การวัดผลประเมินผล รายการวัด วิธีวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) - แบบทดสอบหลังเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เรื่อง สมดุลกล - ตรวจแบบทดสอบหลัง เรียน - แบบทดสอบหลังเรียน ร้อยละ 60 ผ่านเกณฑ์ - อธิบายผลของศูนย์ถ่วง ที่มีต่อเสถียรภาพของ วัตถุ - ตรวจใบงาน 4.5 - ใบงาน 4.5 ร้อยละ 60 ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) - สังเกตผลของศูนย์ถ่วง ที่มีต่อเสถียรภาพของ วัตถุ - ตรวจกิจกรรม 4.3 - แบบประเมินทักษะ กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - สังเกตความมีวินัย ใฝ่เรียนรู้ และมุ่งมั่น ในการทำงาน - แบบประเมิน คุณลักษณะ อันพึงประสงค์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ สมรรถนะที่สำคัญ - สมรรถนะที่สำคัญ - สังเกตความสามารถใน การสื่อสาร การคิด และ การแก้ปัญหา - แบบประเมินสมรรถนะ ที่สำคัญ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์

11. บันทึกหลังการสอน บันทึกความคิดเห็นและข้อเสนอแนะ ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ............................................................. (นายไกรสร แจ่มใสดี) ตำแหน่งครูพี่เลี้ยง วันที่.........เดือน.......................พ.ศ.............. ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางรุ่งนภาลัย ราชภักดี) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางอภิญญา เที่ยงธรรม) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มบริหารวิชาการ วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

12. บันทึกหลังการสอน ผลการจัดการเรียนรู้ ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ปัญหา / อุปสรรค ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... แนวทางแก้ไข ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ.................................(ผู้สอน) (นางสาวศศิธร สีมายา) นักศึกษาฝึกปฏิบัติการสอนในสถานศึกษา

22. การทดลองเรื่อง ผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ จุดประสงค์ 1. สังเกตสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อได้รับแรง 2. อภิปรายเพื่อสรุปเกี่ยวกับผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ เวลาที่ใช้ 45 นาที วัสดุและอุปกรณ์ 1. กล่องเปล่าที่มีขนาดของฐานกล่อง ใกล้เคียงกัน แต่ความสูงต่างกัน 2 กล่อง 2. ลวดหนีบกระดาษ 2 อัน 3. เชือกยาวประมาณ 1 เมตร 2 เส้น 4. แท่งไม้ขนาดเล็กที่มีความยาวมากกว่า ความกว้างของกล่อง 2 แท่ง วิธีดำเนินกิจกรรม 1. ที่ด้านข้างด้านหนึ่งของกล่องแต่ละใบ ขีดเส้นแบ่งครึ่งตามด้านยาวและด้านกว้างของกล่อง ให้จุดที่ เส้นทั้งสองตัดกันแทนศูนย์ถ่วงของกล่อง 2. เสียบแท่งไม้เข้าไปที่ตำแหน่งแทนศูนย์ถ่วงของกล่อง จัดให้แนวของแท่งไม้ขนานกับฐานและทะลุ ออกไปอีกด้านของกล่อง โดยให้เหลือปลายแท่งไม้โผล่ออกมาที่ด้านข้างของกล่องประมาณ `1-2 เซนติเมตร ดัง รูปการณ์จัดอุปกรณ์สำหรับกิจกรรม 4.3 ก. 3. ผูกปลายเชือกด้านหนึ่งกับปลายของแท่งไม้ โดยให้เชือกห้อยยาวเกินฐานของกล่อง จากนั้นผูก ปลายเชือกอีกด้านกับลวดหนีบกระดาษ กิจกรรม 4.3

4. นำกล่องใบใดใบหนึ่งไปวางบนโต๊ะที่ไม่ลื่น บริเวณใกล้ขอบโต๊ะ โดยใช้ลวดหนีบกระดาษห้อยออก นอกขอบโต๊ะ ดังรูปการณ์จัดอุปกรณ์สำหรับกิจกรรม 4.3 ข. 5. ใช้นิ้วหรือดินสอดันกล่องแต่ละใบที่ตำแหน่งด้านบนของกล่อง จนกล่องเอียงทำมุมกับแนวดิ่ง ดังรูป ตัวอย่างการทำกิจกรรม ค. และ ง. สังเกตแนวของเส้นเชือกกับความกว้างส่วนฐานกล่อง จากนั้น ปล่อยนิ้ว หรือดินสอที่ดันกล่อง สังเกตสภาพการเลื่อนที่ของกล่อง 6. ทำซ้ำข้อ 5. แต่ให้กล่องเอียงทำมุมกับแนวดิ่งแตกต่างกัน บันทึกผลการทำกิจกรรม

สรุปผลการทำกิจกรรม ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................... ......................................................... ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. .................................................................................................. ............................................................................ คำถามท้ายกิจกรรม 1. เมื่อดันให้กล่องทั้งสองเอียงทำ มุมต่าง ๆ แล้วปล่อย โดยที่กล่องแต่ละใบไม่ล้ม แนวของเส้นเชือกที่ห้อยลวด หนีบกระดาษเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับส่วนฐานของกล่อง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. เมื่อดันให้กล่องทั้งสองเอียงทำ มุมต่าง ๆ แล้วปล่อย โดยที่กล่องล้ม แนวของเส้นเชือกที่ห้อยลวดเสียบ กระดาษเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับส่วนฐานของกล่อง ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. 3. มุมที่มากที่สุดที่กล่องแต่ละใบสามารถเอียงได้โดยไม่ล้ม แตกต่างกันหรือไม่และเกี่ยวข้องกับศูนย์ถ่วงแต่ละ ใบอย่างไร ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ************

เรื่อง เสถียรภาพของวัตถุ คำชี้แจง : จงอธิบายความหมายของเสถียรภาพของวัตถุในลักษณะต่างๆ พร้อมทั้งวาดกราฟของพลังงานศักย์ รอบๆ สมดุลของศูนย์กลางมวล ความหมาย กราฟ 1. สมดุลเสถียร 2. สมดุลไม่เสถียร 3. สมดุลสะเทิน ใบงานที่ 4.5

22. การทดลองเรื่อง ผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ จุดประสงค์ 1. สังเกตสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อได้รับแรง 2. อภิปรายเพื่อสรุปเกี่ยวกับผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ เวลาที่ใช้ 45 นาที วัสดุและอุปกรณ์ 1. กล่องเปล่าที่มีขนาดของฐานกล่อง ใกล้เคียงกัน แต่ความสูงต่างกัน 2 กล่อง 2. ลวดหนีบกระดาษ 2 อัน 3. เชือกยาวประมาณ 1 เมตร 2 เส้น 4. แท่งไม้ขนาดเล็กที่มีความยาวมากกว่า ความกว้างของกล่อง 2 แท่ง วิธีดำเนินกิจกรรม 1. ที่ด้านข้างด้านหนึ่งของกล่องแต่ละใบ ขีดเส้นแบ่งครึ่งตามด้านยาวและด้านกว้างของกล่อง ให้จุดที่ เส้นทั้งสองตัดกันแทนศูนย์ถ่วงของกล่อง 2. เสียบแท่งไม้เข้าไปที่ตำแหน่งแทนศูนย์ถ่วงของกล่อง จัดให้แนวของแท่งไม้ขนานกับฐานและทะลุ ออกไปอีกด้านของกล่อง โดยให้เหลือปลายแท่งไม้โผล่ออกมาที่ด้านข้างของกล่องประมาณ `1-2 เซนติเมตร ดัง รูปการณ์จัดอุปกรณ์สำหรับกิจกรรม 4.3 ก. 3. ผูกปลายเชือกด้านหนึ่งกับปลายของแท่งไม้ โดยให้เชือกห้อยยาวเกินฐานของกล่อง จากนั้นผูก ปลายเชือกอีกด้านกับลวดหนีบกระดาษ กิจกรรม 4.3 เฉลย

4. นำกล่องใบใดใบหนึ่งไปวางบนโต๊ะที่ไม่ลื่น บริเวณใกล้ขอบโต๊ะ โดยใช้ลวดหนีบกระดาษห้อยออก นอกขอบโต๊ะ ดังรูปการณ์จัดอุปกรณ์สำหรับกิจกรรม 4.3 ข. 5. ใช้นิ้วหรือดินสอดันกล่องแต่ละใบที่ตำแหน่งด้านบนของกล่อง จนกล่องเอียงทำมุมกับแนวดิ่ง ดังรูป ตัวอย่างการทำกิจกรรม ค. และ ง. สังเกตแนวของเส้นเชือกกับความกว้างส่วนฐานกล่อง จากนั้น ปล่อยนิ้ว หรือดินสอที่ดันกล่อง สังเกตสภาพการเลื่อนที่ของกล่อง 6. ทำซ้ำข้อ 5. แต่ให้กล่องเอียงทำมุมกับแนวดิ่งแตกต่างกัน บันทึกผลการทำกิจกรรม

สรุปผลการทำกิจกรรม เสถียรภาพของวัตถุขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัย คือ 1. ศูนย์ถ่วงของวัตถุ 2. ความกว้างส่วนฐานของวัตถุ คำถามท้ายกิจกรรม 1. เมื่อดันให้กล่องทั้งสองเอียงทำ มุมต่าง ๆ แล้วปล่อย โดยที่กล่องแต่ละใบไม่ล้ม แนวของเส้นเชือกที่ห้อยลวด หนีบกระดาษเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับส่วนฐานของกล่อง แนวของเส้นเชือกที่ห้อยลวดหนีบกระดาษยังไม่เลยส่วนฐานของกล่อง 2. เมื่อดันให้กล่องทั้งสองเอียงทำ มุมต่าง ๆ แล้วปล่อย โดยที่กล่องล้ม แนวของเส้นเชือกที่ห้อยลวดเสียบ กระดาษเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับส่วนฐานของกล่อง แนวของเส้นเชือกที่ห้อยลวดหนีบกระดาษเลยส่วนฐานของกล่อง 3. มุมที่มากที่สุดที่กล่องแต่ละใบสามารถเอียงได้โดยไม่ล้ม แตกต่างกันหรือไม่และเกี่ยวข้องกับศูนย์ถ่วงแต่ละ ใบอย่างไร เอียงกล่องโดยกล่องไม่ล้ม พบว่ากล่องที่มีความสูงน้อยกว่าจะเอียงไปได้มากกว่ากล่องที่สูงกว่า แสดงว่ากล่องที่ มีศูนย์ถ่วงอยู่ต่ำ กว่าจะล้มได้ยากกว่าหรือมีเสถียรภาพดีกว่า ************

เรื่อง เสถียรภาพของวัตถุ คำชี้แจง : จงอธิบายความหมายของเสถียรภาพของวัตถุในลักษณะต่างๆ พร้อมทั้งวาดกราฟของพลังงานศักย์ รอบๆ สมดุลของศูนย์กลางมวล ความหมาย กราฟ 1. สมดุลเสถียร ถ้ามีแรงมากระทำกับวัตถุให้เอียง ไปเล็กน้อย วัตถุนั้นสามารถกลับสู่ สภาพเดิมได้โดยไม่ล้ม 2. สมดุลไม่เสถียร ถ้ามีแรงมากระทำกับวัตถุให้เอียง ไปเล็กน้อย วัตถุนั้นไม่สามารถ กลับสู่สภาพเดิมได้ 3. สมดุลสะเทิน ถ้ามีแรงมากระทำกับวัตถุเล็กน้อย วัตถุเปลี่ยนตำแหน่งไปจาก ตำแหน่งเดิม ใบงานที่ 4.5

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 6 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รหัสวิชา ว31202 รายวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่5 งานและพลังงาน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่4 เรื่อง งานเนื่องจากแรงคงตัว จำนวน 2ชั่วโมง ภาคเรียนที่2 ปีการศึกษา 2566 สอนโดย นางสาวศศิธร สีมายา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ : 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกลของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ วิเคราะห์ และคำนวณงานของแรงคงตัว จากสมการและพื้นที่ใต้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับ ตำแหน่ง รวมทั้งอธิบายและคำนวณกำลังเฉลี่ย 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) - บอกความหมายของงานในวิชาฟิสิกส์ - บอกความหมายของงานที่มีค่าเป็นบวก เป็นลบ หรือเป็นศูนย์ 3.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - วิเคราะห์และคำนวณงานของแรงคงตัวจากสมการและพื้นที่ใต้กราฟระหว่างแรงกับ ตำแหน่ง 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - มีวินัย - ใฝ่เรียนรู้ - มุ่งมั่นในการทำงาน 4. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 4.1 ความสามารถในการสื่อสาร 4.2 ความสามารถในการคิด 4.3 ความสามารถในการแก้ปัญหา

5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แนวคิด/รูปแบบการสอน/วิธีการสอน/เทคนิค : สืบเสาะหาความรู้ 5Es (5Es Instructional Model) 6. สาระสำคัญ เมื่อมีแรงคงตัว F⃑ กระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ในแนวตรงได้การกระจัด ∆⃑x ถ้าแรงและการกระจัดมี ทิศทางเดียวกัน จะทำให้เกิดงาน (work) ของแรง F⃑ มีค่า W = F⃑∆⃑x แต่ถ้าแรงที่ทำมุม θ กับการกระจัดจะ ทำให้เกิดงานของแรง F⃑ มีค่า W = F⃑∆⃑xcosθ ซึ่งอาจมีค่าของงานเป็นบวก ศูนย์ หรือ ลบ ขึ้นอยู่กับมุม θ งานเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตร (N.m) หรือ จูล (J) อาจหาค่าของงานได้จากพื้นที่ใต้กราฟ ระหว่างแรงกับตำแหน่ง ทั้งในกรณีแรงคงตัวและแรงไม่คงตัว 7. ภาระงาน/ชิ้นงาน 7.1 คำถามตรวสอบความเข้าใจ 5.1 7.2 ใบงาน 5.1 งานเนื่องจากแรงคงตัว 8. กระบวนการจัดการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1. ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 2. นักเรียนทำแบบทดสอบก่อนเรียน เพื่อตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเป็นรายบุคคลก่อนเข้าสู่ กิจกรรม 3. ครูอธิบายเกี่ยวกับการหาค่าของงานตามรายละเอียดในหนังสือเรียนจนสรุปได้สมการ (5.1) ตาม หนังสือเรียน โดยครูเน้นว่า สมการ (5.1) ใช้กับกรณีที่ทิศทางของแรง F⃑และการกระจัด ∆⃑x อยู่ในทิศทาง เดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่บนพื้นระดับหรือพื้นเอียง ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. ครูอาจให้นักเรียนสืบค้นเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติของเจมส์ เพรสกอต จูล นอกเวลาเรียน 2. ครูยกตัวอย่างการออกแรงที่ไม่อยู่ในแนวเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ เช่น ช้างลากซุง การดึง กล่องด้วยเชือก โดยแรงมีทิศทำมุมกับการกระจัด แล้วให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า งานของแรงดังกล่าว แตกต่างจากกรณีที่ผ่านมาอย่างไร จนสรุปได้สมการ (5.2) จากนั้น ให้นักเรียนพิจารณาค่าของ cosθ ที่ทำให้ ค่าของงานเป็นบวก ลบ หรือ ศูนย์ โดยใช้รูป 5.3 ประกอบการพิจารณา แล้วอภิปรายร่วมกันจนได้ข้อสรุป เกี่ยวกับค่าบวก ลบ หรือ ศูนย์ ของงานที่ขึ้นกับมุมระหว่างแรงกับการกระจัดที่กระทำต่อกัน 3. ครูให้นักเรียนยกตัวอย่างงานที่มีค่าเป็นบวกและงานที่มีค่าเป็นลบในชีวิตประจำวัน เช่น งานของ แรงในแนวระดับที่ลากวัตถุให้เคลื่อนที่ไปตามพื้นระดับมีค่าเป็นบวก งานของแรงดึงถุงทรายให้ขึ้นในแนวดิ่งมี ค่าเป็นบวก งานของแรงดึงถุงทรายให้เคลื่อนที่ลงจากที่สูงมีค่าเป็นลบ งานของแรงที่ต้านให้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลง

มีค่าเป็นลบ เป็นต้น ทั้งนี้ ครูควรเน้นให้นักเรียนทราบด้วยว่า งานที่เกิดจากแรงที่มีทิศทางตรงข้ามกับทิศ ทางการเคลื่อนที่ของวัตถุจะเป็นลบเสมอ เครื่องหมายบวกและลบของงานมิได้เป็นสิ่งแสดงทิศทางของงาน เพราะงานเป็นปริมาณ สเกลาร์ จึงไม่มีทิศทาง ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. ครูอธิบายตัวอย่าง 5.1 และ 5.2 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน จากนั้นครูนำอภิปรายเกี่ยวกับ งาน เนื่องจากแรงดึงดูดของโลกบริเวณใกล้ผิวโลก โดยเริ่มจากครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า ในกรณีที่วัตถุ ตกแบบเสรีจากที่สูง มีแรงอะไรที่กระทำต่อวัตถุและมีงานเกิดขึ้นหรือไม่ โดยครูเปิดโอกาสให้นักเรียนตอบอย่าง อิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง 2. ครูอธิบายตัวอย่าง 5.3 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน จากนั้นให้นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบ ความเข้าใจ 5.1 โดยอาจมีการเฉลยคำตอบและอภิปรายคำตอบร่วมกัน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1. ครูนำอภิปรายเกี่ยวกับ งานเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกบริเวณใกล้ผิวโลกจนสรุปได้ว่า งาน เนื่องจากแรงดึงดูดของโลกบริเวณใกล้ผิวโลกมีค่าขึ้นกับผลต่างของระดับความสูงในแนวดิ่งระหว่างจุดต้นกับ จุดปลาย 2. นักเรียนทำใบงาน 5.1 เรื่อง งานเนื่องจากแรงคงตัว ส่งครูในชั่วโมงถัดไป ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 1. ครูตรวจสอบผลการทำแบบทดสอบก่อนเรียน เพื่อตรวจสอบความเข้าใจก่อนเรียนของนักเรียน 2. ครูตรวจสอบความรู้เกี่ยวกับงานของแรงคงตัว จากการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 5.1 และ การทำใบงาน 5.1 3. ครูประเมินทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่ทักษะการคำนวณ จากการทำใบงาน 5.1 4. ครูประเมินคุณลักษณะอันพึงประสงค์ และสมรรถนะที่สำคัญจากการจากการอภิปรายร่วมกันและ จากการทำใบงาน 5.1 9. สื่อการเรียนรู้ 9.1 สื่อการเรียนรู้ 1) หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ ม.4 เล่ม 2 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 เรื่อง งานและพลังงาน 2) รูปการทำกิจกรรมต่าง ๆ ที่เกิดงานและไม่เกิดงานในวิชาฟิสิกส์ สำหรับทบทวนความเข้าใจ เกี่ยวกับงานและพลังงาน

9.2 แหล่งการเรียนรู้ 1) ห้องเรียน 2) ห้องสมุด 3) แหล่งข้อมูลสารสนเทศ 10. การวัดผลประเมินผล รายการวัด วิธีวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) - แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 เรื่อง งานและพลังงาน - ตรวจแบบทดสอบก่อน เรียน - แบบทดสอบก่อนเรียน ร้อยละ 60 ผ่านเกณฑ์ - บอกความหมายของ งานในวิชาฟิสิกส์ - บอกความหมายของ งานที่มีค่าเป็นบวก เป็น ลบ หรือเป็นศูนย์ - ตรวจคำถามตรวจสอบ ความเข้าใจ 5.1 - คำถามตรวจสอบความ เข้าใจ 5.1 ร้อยละ 60 ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) - วิเคราะห์และคำนวณ งานของแรงคงตัวจาก สมการและพื้นที่ใต้กราฟ ระหว่างแรงกับตำแหน่ง - ตรวจใบงาน 5.1 - แบบประเมินทักษะ กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - สังเกตความมีวินัย ใฝ่เรียนรู้ และมุ่งมั่น ในการทำงาน - แบบประเมิน คุณลักษณะ อันพึงประสงค์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ สมรรถนะที่สำคัญ - สมรรถนะที่สำคัญ - สังเกตความสามารถใน การสื่อสาร การคิด และ การแก้ปัญหา - แบบประเมินสมรรถนะ ที่สำคัญ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์

11. บันทึกหลังการสอน บันทึกความคิดเห็นและข้อเสนอแนะ ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ............................................................. (นายไกรสร แจ่มใสดี) ตำแหน่งครูพี่เลี้ยง วันที่.........เดือน.......................พ.ศ.............. ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางรุ่งนภาลัย ราชภักดี) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางอภิญญา เที่ยงธรรม) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มบริหารวิชาการ วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

12. บันทึกหลังการสอน ผลการจัดการเรียนรู้ ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ปัญหา / อุปสรรค ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... แนวทางแก้ไข ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ.................................(ผู้สอน) (นางสาวศศิธร สีมายา) นักศึกษาฝึกปฏิบัติการสอนในสถานศึกษา

เรื่อง งานเรื่องจากแรงคงตัว คำชี้แจง : จงแสดงวิธีคำนวณหาผลลัพธ์เกี่ยวกับงาน 1. ปังปอนด์ออกแรง 50 นิวตัน ยกโต๊ะเดินไปตามทางในแนวระดับได้ระยะทาง 10 เมตร จงหางานที่ปังปอนด์ ทำได้ ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. พลอยใสออกแรง 50 นิวตัน ยกเก้าอี้เดินขึ้นไปตามบันไดสูง 2 เมตร จงหางานที่พลอยใสทำได้ ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ใบงานที่ 5.1

3. แพนเค้กถือกระเป๋านักเรียนมวล 5 กิโลกรัม เดินขึ้นสะพานลอยสูง 5 เมตร และเดินไปในแนวระดับ 10 เมตร จากนั้นจึงเดินลงสะพานลอย จงหางานทั้งหมดของแพนเค้ก ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. .............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. ............................................................................................................................. ................................................. **********

เรื่อง งานเรื่องจากแรงคงตัว คำชี้แจง : จงแสดงวิธีคำนวณหาผลลัพธ์เกี่ยวกับงาน 1. ปังปอนด์ออกแรง 50 นิวตัน ยกโต๊ะเดินไปตามทางในแนวระดับได้ระยะทาง 10 เมตร จงหางานที่ปังปอนด์ ทำได้ วิธีทำ จากสมการ W = F∆x cos θ = F∆x cos 90o = (50)(10)(0) = 0 J ดังนั้น งานที่ปังปอนด์ยกโต๊ะเดินไปในแนวระดับมีค่าเท่ากับศูนย์ หรือไม่เกิดงาน 2. พลอยใสออกแรง 50 นิวตัน ยกเก้าอี้เดินขึ้นไปตามบันไดสูง 2 เมตร จงหางานที่พลอยใสทำได้ วิธีทำ จากสมการ W = F∆x cos θ = F∆x cos 0o = (50)(2)(1) = 100 J ดังนั้น งานที่ปังปอนด์ยกโต๊ะเดินไปในแนวระดับมีค่าเท่ากับอ 100 จูล ใบงานที่ 5.1 เฉลย

3. แพนเค้กถือกระเป๋านักเรียนมวล 5 กิโลกรัม เดินขึ้นสะพานลอยสูง 5 เมตร และเดินไปในแนวระดับ 10 เมตร จากนั้นจึงเดินลงสะพานลอย จงหางานทั้งหมดของแพนเค้ก วิธีทำ กรณีเดินขึ้นบันได แรง (F) และการกระจัด (∆x) มีทิศเดียวกัน (θ = 0 o ) จากสมการ W = F∆x cos θ = F∆x cos 0o = (50)(5)(1) = 250 J กรณีเดินในแนวระดับบนสะพานลอย แรง (F) และการกระจัด (∆x) มีทิศเดียวกัน (θ = 90o ) จากสมการ W = F∆x cos θ = F∆x cos 90o = (50)(10)(0) = 0 J กรณีเดินลงบันได แรง (F) และการกระจัด (∆x) มีทิศเดียวกัน (θ = 180o ) จากสมการ W = F∆x cos θ = F∆x cos 90o = (50)(5)(-1) = -250 J งานที่แพนเค้กทำได้ทั้งหมด W = 250 + 0 + (-250) = 0 J ดังนั้น งานที่แพนเค้กทำได้ทั้งหมด คือ ศูนย์ **********

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 7 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รหัสวิชา ว31202 รายวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่5 งานและพลังงาน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่4 เรื่อง งานเนื่องจากแรงไม่คงตัว จำนวน 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่2 ปีการศึกษา 2566 สอนโดย นางสาวศศิธร สีมายา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ : 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกลของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ วิเคราะห์ และคำนวณงานของแรงคงตัว จากสมการและพื้นที่ใต้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับ ตำแหน่ง รวมทั้งอธิบายและคำนวณกำลังเฉลี่ย 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) - วิเคราะห์งานของแรงไม่คงตัวจากพื้นที่ใต้กราฟระหว่างแรงกับตำแหน่ง 3.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - คำนวณงานของแรงไม่คงตัวจากพื้นที่ใต้กราฟระหว่างแรงกับตำแหน่ง 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - มีวินัย - ใฝ่เรียนรู้ - มุ่งมั่นในการทำงาน 4. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 4.1 ความสามารถในการสื่อสาร 4.2 ความสามารถในการคิด 4.3 ความสามารถในการแก้ปัญหา 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แนวคิด/รูปแบบการสอน/วิธีการสอน/เทคนิค : สืบเสาะหาความรู้ 5Es (5Es Instructional Model)

6. สาระสำคัญ เมื่อมีแรงคงตัว F⃑ กระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ในแนวตรงได้การกระจัด ∆⃑x ถ้าแรงและการกระจัดมี ทิศทางเดียวกัน จะทำให้เกิดงาน (work) ของแรง F⃑ มีค่า W = F⃑∆⃑x แต่ถ้าแรงที่ทำมุม θ กับการกระจัดจะ ทำให้เกิดงานของแรง F⃑ มีค่า W = F⃑∆⃑xcosθ ซึ่งอาจมีค่าของงานเป็นบวก ศูนย์ หรือ ลบ ขึ้นอยู่กับมุม θ งานเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตร (N.m) หรือ จูล (J) อาจหาค่าของงานได้จากพื้นที่ใต้กราฟ ระหว่างแรงกับตำแหน่ง ทั้งในกรณีแรงคงตัวและแรงไม่คงตัว 7. ภาระงาน/ชิ้นงาน 7.1 คำถามตรวสอบความเข้าใจ 5.2 7.2 ใบงาน 5.2 เรื่อง งานเนื่องจากแรงไม่คงตัว 8. กระบวนการจัดการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 5. ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 2. ครูนำเข้าสู่หัวข้อ 5.2 โดยทบทวนสิ่งที่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับงานเนื่องจากแรงคงตัว จากนั้นตั้งคำถามว่า ในกรณีที่ออกแรงผลักหรือดึงกล่องไปบนพื้นลื่น ถ้านำขนาดของแรงคงตัวที่ผลักหรือดึงและตำแหน่งที่วัตถุ เคลื่อนที่มาเขียนกราฟ จะได้กราฟมีลักษณะอย่างไร โดยครูเปิดโอกาสให้นักเรียนตอบอย่างอิสระ ไม่คาดหวัง คำตอบที่ถูกต้อง 3. ครูนำอภิปรายจนสรุปได้ว่า กราฟระหว่างขนาดของแรงกับตำแหน่งดังกล่าวจะมีลักษณะดังรูป 5.5 ในหนังสือเรียน โดยการหางานของแรงสามารถหาได้จากพื้นที่ใต้กราฟ ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน ทั้งนี้ ครูควรเน้นให้นักเรียนทราบด้วยว่า พื้นที่ใต้กราฟ หมายถึงพื้นที่ระหว่างเส้นกราฟกับแกน x ซึ่งรวมทั้งกรณีที่ กราฟอยู่ใต้แกน x 4. ครูชี้แจงว่า แรงในชีวิตประจำวันบางแรงเป็นแรงที่ไม่คงตัว และในหัวข้อ 5.2 นี้ นักเรียนจะได้ศึกษา ว่าถ้ามีแรงไม่คงตัวกระทำต่อวัตถุ จะหางานของแรงนั้นได้อย่างไร ครูบอกจุดประสงค์การเรียนรู้ของหัวข้อ 5.2 ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. ครูสาธิตโดยการใช้เครื่องชั่งสปริงดึงสปริงให้ยืดออก แล้วให้นักเรียนสังเกตสเกลของเครื่องชั่งสปริง จากนั้นครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับแรงที่ใช้ดึงสปริงและแรงของสปริงจนได้ข้อสรุปว่า แรงดังกล่าว เป็นแรงไม่คงตัวและมีค่าเปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ เมื่อเขียนกราฟระหว่างขนาดของแรงกับตำแหน่ง จะได้ กราฟดังรูป 5.6 ในหนังสือเรียน และการหางานของแรงไม่คงตัวที่มีค่าเปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ สามารถหา ได้จากพื้นที่ใต้กราฟ โดยพิจารณาให้ขนาดของแรงเป็นขนาดของแรงเฉลี่ย ดังรายละเอียดในหนังสือเรียน

2. ครูตั้งคำถามว่า ในกรณีที่แรงมีค่าเปลี่ยนแปลงไม่สม่ำเสมอ ตามกราฟในรูป 5.7 ในหนังสือเรียน การ หางานของแรงดังกล่าวจะใช้วิธีใด ทั้งนี้ ครูอาจชี้แนะให้นักเรียนพิจารณาการหาพื้นที่ใต้กราฟระหว่างอัตราเร็วกับ เวลาที่ได้ศึกษามาแล้วในบทที่ 2 ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. ครูนำอภิปรายจนได้ข้อสรุปเกี่ยวกับวิธีการหางานเนื่องจากแรงไม่คงตัวด้วยการแบ่งพื้นที่ใต้กราฟ ออกเป็นแถบสี่เหลี่ยมผืนผ้าเล็ก ๆ ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 2. นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 5.2 โดยอาจมีการเฉลยคำตอบและอภิปรายคำตอบ ร่วมกัน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ ครูอธิบายตัวอย่าง 5.4 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน จากนั้น ครูให้นักเรียนทำใบงาน 5.2 เรื่อง งานเนื่องจากแรงไม่คงตัว ส่งครูในชั่วโมงถัดไป ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 1. ครูตรวจสอบความรู้เกี่ยวกับงานเนื่องจากแรงไม่คงตัว จากการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 5.2 และการทำใบงาน 5.2 2. ครูประเมินทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่ทักษะการคำนวณ จากการทำใบงาน 5.2 3. ครูประเมินคุณลักษณะอันพึงประสงค์ และสมรรถนะที่สำคัญจากการจากการอภิปรายร่วมกันและ จากการทำใบงาน 5.2 9. สื่อการเรียนรู้ 9.1 สื่อการเรียนรู้ 1) หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ ม.4 เล่ม 2 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 เรื่อง งานและพลังงาน 2) รูปการทำกิจกรรมต่าง ๆ ที่เกิดงานและไม่เกิดงานในวิชาฟิสิกส์ สำหรับทบทวนความเข้าใจ เกี่ยวกับงานและพลังงาน 9.2 แหล่งการเรียนรู้ 1) ห้องเรียน 2) ห้องสมุด 3) แหล่งข้อมูลสารสนเทศ

10. การวัดผลประเมินผล รายการวัด วิธีวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) - วิเคราะห์งานของแรงไม่ คงตัวจากพื้นที่ใต้กราฟ ระหว่างแรงกับตำแหน่ง - ตรวจคำถามตรวจสอบ ความเข้าใจ 5.2 - ตรวจใบงาน 5.2 - คำถามตรวจสอบความ เข้าใจ 5.2 - ใบงาน 5.2 ร้อยละ 60 ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) - คำนวณงานของแรงไม่ คงตัวจากพื้นที่ใต้กราฟ ระหว่างแรงกับตำแหน่ง - ตรวจใบงาน 5.2 - แบบประเมินทักษะ กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - สังเกตความมีวินัย ใฝ่เรียนรู้ และมุ่งมั่น ในการทำงาน - แบบประเมิน คุณลักษณะ อันพึงประสงค์ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์ สมรรถนะที่สำคัญ - สมรรถนะที่สำคัญ - สังเกตความสามารถใน การสื่อสาร การคิด และ การแก้ปัญหา - แบบประเมินสมรรถนะ ที่สำคัญ ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์

11. บันทึกหลังการสอน บันทึกความคิดเห็นและข้อเสนอแนะ ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ............................................................. (นายไกรสร แจ่มใสดี) ตำแหน่งครูพี่เลี้ยง วันที่.........เดือน.......................พ.ศ.............. ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางรุ่งนภาลัย ราชภักดี) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษา/ผู้ที่ได้รับมอบหมาย 1. ได้ทำการตรวจแผนการจัดการเรียนรู้แล้ว เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ ◻ ดีมาก ◻ ดี ◻ พอใช้ ◻ ควรปรับปรุง ◻ สามารถนำไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ ◻ ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 2. ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ลงชื่อ......................................................... (นางอภิญญา เที่ยงธรรม) ตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มบริหารวิชาการ วันที่.........เดือน.......................พ.ศ. .............

12. บันทึกหลังการสอน ผลการจัดการเรียนรู้ ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ปัญหา / อุปสรรค ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... แนวทางแก้ไข ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ.................................(ผู้สอน) (นางสาวศศิธร สีมายา) นักศึกษาฝึกปฏิบัติการสอนในสถานศึกษา

เรื่อง งานเรื่องจากแรงไม่คงตัว คำชี้แจง : จงหางานจากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงและตำแหน่ง 1. 2. 3. ใบงานที่ 5.2

เรื่อง งานเรื่องจากแรงไม่คงตัว คำชี้แจง : จงหางานจากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงและตำแหน่ง 1. จากภาพ สามารถหางานได้จากพื้นที่ใต้กราฟ W = (2)(2) + (1)(1) W = 4 + 1 W = 5 J ดังนั้น งานของกราฟนี้ เท่ากับ 5 จูล 2. จากภาพ สามารถหางานได้จากพื้นที่ใต้กราฟ W = 1 2 (4+1)(2) W = 1 2 (5)(2) W = 5 J ดังนั้น งานของกราฟนี้ เท่ากับ 5 จูล 3. จากภาพ สามารถหางานได้จากพื้นที่ใต้กราฟ W = 1 2 (3)(3) W = 1 2 (9) W = 4.5 J ดังนั้น งานของกราฟนี้ เท่ากับ 4.5 จูล ใบงานที่ 5.2 เฉลย