คู่มือการใช้หลักสูตรรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ วิชาฟิสิกส์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ วิชาฟิสิกส์ 21 ผลการเรียนรู้ ชั้น สาระการเรียนรู้เพิ่มเติม ๙. สังเกตและอธิบายสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุ เมื่อแรงที่กระทำ�ต่อวัตถุผ่านศูนย์กลางมวล ของวัตถุ และผลของศูนย์ถ่วงที่มีต่อเสถียรภาพของวัตถุ ๑๑. อธิบายและคำ�นวณพลังงานจลน์ พลังงานศักย์ พลังงานกล ทดลองหาความสัมพันธ์ ระหว่างงานกับพลังงานจลน์ ความสัมพันธ์ระหว่างงานกับพลังงานศักย์โน้มถ่วง ความสัมพันธ์ ระหว่างขนาดของแรงที่ใช้ดึงสปริงกับระยะที่สปริงยืดออกและความสัมพันธ์ระหว่างงานกับ พลังงานศักย์ยืดหยุ่น รวมทั้งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างงานของแรงลัพธ์และพลังงานจลน์ และคำ�นวณงานที่เกิดขึ้นจากแรงลัพธ์ ๑๐. วิเคราะห์ และคำ�นวณงานของแรงคงตัว จากสมการและพื้นที่ใต้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรง กับตำ�แหน่ง รวมทั้งอธิบายและคำ�นวณกำ�ลังเฉลี่ย - การเขียนแผนภาพของแรงที่กระทำ�ต่อวัตถุอิสระ สามารถนำ�มาใช้ในการพิจารณาแรงลัพธ์ และผลรวมของโมเมนต์ที่กระทำ�ต่อวัตถุเมื่อวัตถุอยู่ในสมดุลกล - เมื่อออกแรงกระทำ�ต่อวัตถุที่วางบนพื้นที่ไม่มีแรงเสียดทานในแนวระดับ ถ้าแนวแรงนั้น กระทำ�ผ่านศูนย์กลางมวลของวัตถุ วัตถุจะเคลื่อนที่แบบเลื่อนที่โดยไม่หมุน - วัตถุที่อยู่ในสนามโน้มถ่วงสม่ำ�เสมอ ศูนย์กลางมวลและศูนย์ถ่วงอยู่ที่ตำ�แหน่งเดียวกัน ศูนย์ถ่วงของวัตถุมีผลต่อเสถียรภาพของวัตถุ - พลังงานเป็นความสามารถในการทำ�งาน - พลังงานจลน์เป็นพลังงานของวัตถุที่กำ�ลังเคลื่อนที่ คำ�นวณได้จากสมการ - พลังงานศักย์เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับตำ�แหน่งหรือรูปร่างของวัตถุ แบ่งออกเป็นพลังงาน ศักย์โน้มถ่วง คำ�นวณได้จากสมการ และพลังงานศักย์ยืดหยุ่น คำ�นวณได้จาก สมการ - พลังงานกลเป็นผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ตามสมการ - แรงที่ทำ�ให้เกิดงานโดยงานของแรงนั้นไม่ขึ้นกับเส้นทางการเคลื่อนที่ เช่น แรงโน้มถ่วงและ แรงสปริง เรียกว่า แรงอนุรักษ์ - งานและพลังงานมีความสัมพันธ์กันโดยงานของแรงลัพธ์เท่ากับพลังงานจลน์ของวัตถุ ที่เปลี่ยนไป ตามทฤษฎีบทงาน-พลังงานจลน์ เขียนแทนได้ด้วยสมการ - งานของแรงที่กระทำ�ต่อวัตถุหาได้จากผลคูณของขนาดของแรงและขนาดของการกระจัด กับโคไซน์ของมุมระหว่างแรงกับการกระจัด ตามสมการ หรือหางานได้จากพื้นที่ใต้กราฟระหว่างแรงในแนวการเคลื่อนที่กับ ตำ�แหน่ง โดยแรงที่กระทำ�อาจเป็นแรงคงตัวหรือไม่คงตัวก็ได้ - งานที่ทำ�ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่า กำ�ลังเฉลี่ย ดังสมการ = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  k p E E E   = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  k p E E   = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  k p E E E   = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  k p E E E   k W E   = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  k p E E E   k W E   out W = cos W F x   = av W P t  2 k 1 = 2 E mv p = E mgh s 2 p 1 2 E kx  k p E E E   k W E  