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

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ วิชาฟิสิกส์ 22 ผลการเรียนรู้ ชั้น สาระการเรียนรู้เพิ่มเติม ๑๒. อธิบายกฎการอนุรักษ์พลังงานกล รวมทั้งวิเคราะห์ และคำ�นวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง กับการเคลื่อนที่ของวัตถุในสถานการณ์ต่าง ๆ โดยใช้กฎการอนุรักษ์พลังงานกล ๑๕. ทดลอง อธิบายและคำ�นวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติทั้งแบบ ยืดหยุ่น ไม่ยืดหยุ่น และการดีดตัวแยกจากกันในหนึ่งมิติซึ่งเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม ๑๔. อธิบายและคำ�นวณโมเมนตัมของวัตถุ และการดลจากสมการและพื้นที่ใต้กราฟ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงลัพธ์กับเวลา รวมทั้งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงดลกับโมเมนตัม ๑๓. อธิบายการทำ�งาน ประสิทธิภาพและการได้เปรียบเชิงกลของเครื่องกลอย่างง่ายบางชนิด โดยใช้ความรู้เรื่องงานและสมดุลกล รวมทั้งคำ�นวณประสิทธิภาพและการได้เปรียบเชิงกล - ถ้างานที่เกิดขึ้นกับวัตถุเป็นงานเนื่องจากแรงอนุรักษ์เท่านั้น พลังงานกลของวัตถุจะคงตัว ซึ่งเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงานกล โดยที่พลังงานศักย์อาจเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ เขียนแทนได้ด้วยสมการ EK+EP = ค่าคงตัว - กฎการอนุรักษ์พลังงานกลใช้วิเคราะห์การเคลื่อนที่ต่าง ๆ เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ติดสปริง การเคลื่อนที่ภายใต้สนามโน้มถ่วงของโลก - ในการชนกันของวัตถุและการดีดตัวออกจากกันของวัตถุในหนึ่งมิติ เมื่อไม่มีแรงภายนอก มากระทำ� โมเมนตัมของระบบมีค่าคงตัวซึ่งเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเขียนแทนได้ ด้วยสมการ โดย เป็นโมเมนตัมของระบบก่อนชน และ เป็นโมเมนตัมของระบบหลังชน - ในการชนกันของวัตถุ พลังงานจลน์ของระบบอาจคงตัวหรือไม่คงตัวก็ได้ การชนที่พลังงานจลน์ ของระบบคงตัวเป็นการชนแบบยืดหยุ่น ส่วนการชนที่พลังงานจลน์ของระบบไม่คงตัวเป็น การชนแบบไม่ยืดหยุ่น -วัตถุที่เคลื่อนที่จะมีโมเมนตัมซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์มีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างมวลและ ความเร็วของวัตถุ ดังสมการ - เมื่อมีแรงลัพธ์กระทำ�ต่อวัตถุจะทำ�ให้โมเมนตัมของวัตถุเปลี่ยนไป โดยแรงลัพธ์เท่ากับอัตรา การเปลี่ยนโมเมนตัมของวัตถุ - แรงลัพธ์ที่กระทำ�ต่อวัตถุในเวลาสั้น ๆ เรียกว่า แรงดล โดยผลคูณของแรงดลกับเวลา เรียกว่า การดล ตามสมการ ซึ่งการดลอาจหาได้จากพื้นที่ใต้กราฟระหว่างแรงดล กับเวลา - การทำ�งานของเครื่องกลอย่างง่าย ได้แก่ คาน รอก พื้นเอียง ลิ่ม สกรู และ ล้อกับเพลา ใช้หลัก ของงานและสมดุลกลประกอบการพิจารณาประสิทธิภาพและการได้เปรียบเชิงกลของเครื่องกล อย่างง่าย ประสิทธิภาพคำ�นวณได้จากสมการ การได้เปรียบ เชิงกลคำ�นวณได้จากสมการ = av 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   Efficiency = 100% out in W W  M.A.= out in in out F s F s  = p mv 1 n i i I F 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   Efficiency = 100% out in W W  M.A.= out in in out F s F s  = p mv 1 n i i I F 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   Efficiency = 100% out in W W  M.A.= out in in out F s F s  = p mv 1 n i i I F 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   Efficiency = 100% out in W W  M.A.= out in in out F s F s  = p mv 1 n i i I F t           2 = cos W F x θ ∆ หรือหางานไดจากพื้นที่ใตกราฟ ระหวางแรงในแนวการเคลื่อนที่กับตําแหนง โดยแรง ที่กระทําอาจเปนแรงคงตัวหรือไมคงตัวก็ได • งานที่ทําไดในหนึ่งหนวยเวลา เรียกวา กําลังเฉลี่ย ดังสมการ = av W P t ∆ 12. อธิบาย ฎการอนุรักษพลังง นกล รวมทั้ง วิเคราะห และคํานวณปริมาณตาง ๆ ที่ เกี่ยวของกับการเคลื่อนที่ของวัตถุใน สถานการณตาง ๆ โดยใชกฎการอนุรักษ พลังงานกล • ถางานที่เกิดขึ้นกับวัตถุเปนง นเนื่องจากแรง อนุรักษเทานั้น พลังงานกลของวัตถุจะคงตัว ซึ่ง เปนไปตามกฎการอนุรักษพลังงานกล เขียนแทนได ดวยสมการ k p E E + = คาคงตัว โดยที่พลังงานศักยอาจเปลี่ยนเปนพลังงานจลน • กฎการอนุรักษพลังงานกลใชวิเคราะหการ เคลื่อนที่ตาง ๆ เชน การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ติดสปริง การเคลื่อนที่ภายใตสนามโนมถวงของโลก 15. ทดลอง อธิบายและคํานวณปริมาณตาง ๆ ที่เกี่ยวกับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติทั้งแบบ ยืดหยุน ไมยืดหยุน และการดีดตัวแยกจากกัน ในหนึ่งมิติซึ่งเปนไปตามกฎการอนุรักษ โมเมนตัม • ในการชนกันของวัตถุและการดีดตัวออกจากกัน ของวัตถุในหนึ่งมิติ เมื่อไมมีแรงภายนอกมากระทํา โมเมนตัมของระบบมีคาคงตัวซึ่งเปนไปตามกฎการ อนุรักษโมเมนตัม เขียนแทนไดดวยสมการ i f p p =   โดย i p  เปนโมเมนตัมของระบบกอนชน และ f p  เปนโมเมนตัมของระบบหลังชน • ในการชนกันของวัตถุ พลังงานจลนของระบบอาจ 2 = cos W F x θ ∆ หรือหางานไดจากพื้นที่ใตกราฟ ระหวางแรงในแนวการเคลื่อนที่กับตําแหนง โดยแรง ที่กระทําอาจเปนแรงคงตัวหรือไมคงตัวก็ได • งานที่ทําไดในหนึ่งหนวยเวลา เรียกวา กําลังเฉลี่ย ดังสมการ = av W P t ∆ 12. อธิบายกฎการอนุรักษพลังงานกล รวมั้ ง วิเคราะห และคํานวณปริมาณตาง ๆ ที่ เกี่ยวของกับการเคลื่อนที่ของวัตถุใน สถานการณตาง ๆ โดยใชกฎการอนุรักษ พลังงานกล • ถางานที่เกิดขึ้ กับวัตถุเปนงานเนื่องจากแรง อนุรักษเทานั้น พลังงา กลของวัตถุจะคงตัว ซึ่ง เปนไปตามกฎการอนุรักษพลังง นกล เขียนแทนได ดวยสมการ k p E E + = คาคงตัว โดยที่พลังงานศักยอาจเปี่ ยนเปนพลังงานจลน • กฎการอนุรักษพลังงาน ลใชวิเคราะหการ เคลื่อนที่ตาง ๆ เชน การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ติดสปริง การเคลื่อนที่ภายใตสนามโนมถวงของโลก 15. ทดลอง อธิบ ยและคํานวณปริมาณตาง ๆ ที่เกี่ยวกับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติทั้งแบบ ยืดหยุน ไมยืดหยุน และการดีดตัวแยกจากกัน ในหนึ่งิ ติซึ่งเปนไปตามกฎการอนุรักษ โมเมนตัม • ในการชนกันของวัตถุและการดีดตัวออกจากกัน ของวัตถุในหนึ่งมิติ เมื่อไมมีแรงภายนอกมากระทํา โมเมนตัมของระบบมีคาคงตัวซึ่งเปนไปตามกฎการ อนุรักษโมเมนตัม เขียนแทนไดดวยสมการ i f p p =   โดย i p  เปนโมเมนตัมของระบบกอนชน และ f p  เปนโมเมนตัมของระบบหลังชน 2 = cos W F x θ ∆ หรือหางานไดจากพื้นที่ใตกราฟ ระหวางแรงในแนวการเคลื่อนที่กับตําแหนง โดยแรง ที่กระทําอาจเปนแรงคงตัวหรือไมคงตัวก็ได • งานที่ทําไดในหนึ่งหนวยเวลา เรียกวา กําลังเฉลี่ย ดังสมการ = av W P t ∆ 12. อธิบ ย ฎการอนุรักษพลังงานกล รวมทั้ง วิเคราะห และคํา วณปริมาณตาง ๆ ที่ เกี่ยวของกับการเคลื่อนที่ของวัตถุใน สถานการณตาง ๆ โดยใชกฎการอนุรักษ พลังงานกล • ถางานที่เกิ ขึ้นั บวัตถุเปนงานเนื่องจากแรง อนุรัก เทานั้น พลังงานกลของวัตถุจะคงตัว ซึ่ง เปนไปตาม ฎการอนุรักษพลังงานกล เขียนแทนได ดวยสมการ k p E E + = คาคงตัว โดยที่พลังงานศักยอาจเปลี่ยนเปนพลังงานจลน • กฎการอนุรักษพลังงานกลใชวิเคราะหการ เคลื่อนที่ตาง ๆ เชน การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ติดสปริง การเคลื่อนที่ภายใตสนามโนมถวงของโลก 15. ทดลอง อธิบายและคํานวณปริมาณตาง ๆ ที่เกี่ยวั บการชนของวัตถุในหนึ่งิ ติทั้งแบบ ยืดหยุน ไมยืดหยุน และการดีดตัวแย จากกัน ในหนึ่งมิติซึ่งเปนไปตามกฎกา อนุรักษ โมเมนตัม • ในก ชนกันของวัตถุแล การดีดตัวออกจากกัน ของวัตถุในหึ่ งมิติ เมื่อไ มีแรงภายนอกมากระทํา โมเม ตัมของระบบี คาคงตัวซึ่งเปนไปตามกฎการ อนุรักษโมเมนตัม เขียนแทนไดดวยสมการ i f p p =   โดย i p  เปนโมเมนตัมของระบบกอนชน และ f p  เปนโมเมนตัมของระบบหลังชน