โครงงานการชั่งน้ำหนักและแรงกระทำในลิฟต์

โ 1 ค ร ง ง า นการช่ังนา้ หนัก และ แรงกระทา้ ในลิฟต์

โครงงานเร่ือง การชงั่ นา้ หนกั และแรงกระทา้ ในลฟิ ต์จดั ทำโดยนำงสำวกฤติมำ ชชั วำลรัตน์ เลขท่ี 5 ม.4/15นำงสำวพรรษมน สุขมำกสนิ เลขท่ี 8 ม.4/15นำยณัฏฐ์์ธรดล กลุ ธชั นภสั สิริ เลขที่ 26 ม.4/15นำงสำวกรองกำญจน์ ทองแสง เลขท่ี 27 ม.4/15นำงสำวพิมพพ์ ิชญำ ไชยเสโน เลขที่ 31 ม.4/15นำงสำวสุจรรยำ พยงุ ธรรรม เลขที่ 36 ม.4/15 เสนออ.เทวนิ ทร์ วันเทวนิอ.สริ ิภรณ์ แจม่ ใสโครงงำนเป็นส่วนหนึง่ ของวชิ ำฟสิ ิกสแ์ ละวทิ ยำกำรคำนวณ ภำคเรยี นที่ 1 ปีกำรศกึ ษำ 2561 โรงเรยี นสตรวี ทิ ยำ๒

กติ ตกิ รรมประกาศ โครงงำนน้ีสำเร็จลลุ ่วงได้ด้วยควำมกรุณำจำกอำจำรย์เทวนิ ทร์ วนั เทวิน ผู้สอนวชิ ำฟสิ ิกส์ และอำจำรย์สิรภิ รณ์ แจ่มใส ผู้สอนวชิ ำวทิ ยำกำรคำนวณ ท่ำนทัง้ สองไดใ้ หค้ ำเสนอแนะ และแนวคิดในกำรจดั ทำโครงงำนน้ี ขอกรำบขอบพระคุณ คุณพอ่ และคุณแม่ รวมทั้งผปู้ กครอง ทเี่ ปน็ กำลังใจกำรทำงำนในคร้ังนี้ ขอบคุณเพ่ือนๆทชี่ ว่ ยกำรระดมควำมคดิ และรว่ มกนั ทำงำนใหส้ ำเรจ็ ลลุ ว่ งไปไดด้ ว้ ยดี คณะผ้จู ัดทำ ก

ช่ือโครงการ กำรชั่งน้ำหนักและแรงกระทำในลฟิ ต์ผจู้ ัดทา้ นำงสำวกฤตมิ ำ ชชั วำลรตั น์ นำงสำวพรรษมน สุขมำกสินอาจารยท์ ปี่ รกึ ษาโครงงาน นำยณัฏฐ์์ธรดล กลุ ธชั นภสั สริ ิ นำงสำวกรองกำญจน์ ทองแสง นำงสำวพมิ พพ์ ิชญำ ไชยเสโน นำงสำวสจุ รรยำ พยงุ ธรรรม อำจำรย์เทวินทร์ วนั เทวนิ อำจำรยส์ ริ ภิ รณ์ แจ่มใส บทคดั ยอ่ ในปัจจบุ นั ลฟิ ต์ ถือเป็นพำหนะทชี่ ่วยในกำรอำนวยควำมสะดวกในกำรเคล่ือนย้ำยคน หรอื สงิ่ ของระหว่ำงชั้นในอำคำร ซึ่งคณะผู้จัดทำมคี วำมสงสยั ถงึ ควำมรูส้ ึกท่ีแตกตำ่ งในขณะทลี่ ฟิ ต์เคล่ือนท่ขี ้นึ และลง จงึ มีควำมสนใจศกึ ษำเรอื่ ง กำรชั่งนำหนกั และแรงกระทำในลิฟต์ โดยมวี ตั ถุประสงค์ เพอื่ ศกึ ษำกำรชงั่ น้ำหนักในลฟิ ต์แรงกระทำตำ่ งๆ และกำรเคลอื่ นที่ของวตั ถดุ ว้ ยควำมเรง่ ซง่ึ ได้นำควำมรูจ้ ำกวชิ ำฟิสิกส์ เรือ่ ง กฎของนวิ ตนั ท่ีไดศ้ ึกษำในชัน้ มธั ยมศึกษำปที ่ี 4 มำอธิบำยผลกำรศกึ ษำ และค้นควำ้ เพมิ่ เติมจำกอนิ เตอรเ์ น็ต จำกกำรทดลองชงั่ น้ำหนกั จำกสภำพกำรเคลอื่ นทีข่ องลฟิ ต์ ใน 9 สถำนกำรณ์ พบว่ำ แม้มวลจะมีขนำดเท่ำเดมิ แต่นำ้ หนักทวี่ ัดได้ในแตล่ ะสถำนกำรณ์มีค่ำไมเ่ ท่ำกนั อันเนื่องจำกมแี รงกระทำต่ำงกัน จงึ สรปุ ได้ว่ำ แรงกระทำในลิฟต์ เมือ่ เกิดกำรเคลอ่ื นที่ ไม่วำ่ จะขนึ้ หรือลงด้วยควำมเร่ง ทำให้กำรช่ังน้ำหนกั ไดผ้ ลไมเ่ ทำ่ กัน แมว้ ่ำมวลจะเท่ำเดมิ ข

สำรบญั หนา้ กเรอื่ ง ขกิตติกรรมประกำศ คบทคัดย่อ 1สำรบัญบทที่1 บทนำ 2 8 - ท่ีมำและควำมสำคัญ - วตั ถปุ ระสงค์ 10 - ขอบเขตของโครงงำน 11 - ประโยชนท์ ี่คำดว่ำจะไดร้ บับทที่ 2 หลักกำร ทฤษฎี และงำนทเ่ี กย่ี วขอ้ ง 12บทที่ 3 วิธีกำรดำเนินงำน 13 - เคร่ืองมือและโปรแกรมใชใ้ นกำรทำงำน - ขนั้ ตอนกำรทำงำน - ตำรำงกำรดำเนินงำนบทที่ 4 ผลกำรศกึ ษำบทที่ 5 สรุปผลกำรศึกษำ - สรุปผลกำรดำเนินงำน - อภปิ รำยผลกำรดำเนนิ งำน - ขอ้ เสนอแนะบรรณำนุกรมขอ้ มูลผู้จัดทำ ค

บทที่ 1 บทนา้ทมี่ าและความสา้ คญั ลฟิ ต์ เป็นพำหนะท่เี คลอ่ื นท่ขี ึน้ ลงในแนวดิ่งด้วยควำมเร่งชนิดหนึง่ ช่วยในกำรอำนวยควำมสะดวกในกำรดำเนนิ กิจกรรมต่ำงๆของมนุษย์ มีประสทิ ธิภำพในกำรเคลอื่ นยำ้ ยคนหรือส่ิงของระหวำ่ งช้ันในอำคำร ลฟิ ต์ในปจั จบุ ันใช้พลังงำนมอเตอรไ์ ฟฟ้ำในกำรทำงำน เคยสงสัยหรือไมว่ ่ำ เหตุใดเวลำลฟิ ตก์ ำลงั เคล่อื นทีข่ ้นึ เรำจะรสู้ กึ ตัวหนกั หรือเวลำลิฟตเ์ คลอื่ นท่ีลงเรำจะรู้สกึ ตวั เบำโหวง นัน่ เปน็ เพรำะมวลของเรำ แรงโน้มถว่ งของโลก หรอื แรงกระทำตำ่ งๆที่ลฟิ ต์กระทำกบั เรำหรอื อยำ่ งไร แลว้ ถำ้ สลงิ ลฟิ ต์ขำดจะเปน็ อยำ่ งไร ดว้ ยสำเหตุของปญั หำ จงึ นำไปสูก่ ำรศึกษำเร่ือง กำรชงั่ น้ำหนักและแรงกระทำในลิฟต์ คณะผู้จดั ทำจึงไดท้ ำกำรศึกษำค้นควำ้ โดยกำรนำควำมร้ทู ำงด้ำนวิชำฟสิ ิกส์มำใชใ้ นกำรศึกษำวตั ถปุ ระสงค์ 1. เพือ่ ศึกษำเร่ืองกำรชง่ั นำ้ หนักในลฟิ ต์ 2. เพ่ือศึกษำเกี่ยวกับแรงกระทำต่ำงๆในลฟิ ต์ 3. เพอ่ื ศกึ ษำเกี่ยวกับกำรเคลื่อนท่ขี องวตั ถดุ ว้ ยควำมเรง่ขอบเขตของโครงงาน 1. กำรศึกษำเร่ืองกำรช่ังนำ้ หนักและแรงกระทำในลฟิ ต์ โดยใช้ควำมรู้จำกวิชำฟิสกิ ส์ และศึกษำเพ่มิ เติมจำกอนิ เตอร์เน็ต 2. นำกำรศึกษำค้นคว้ำมำประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ิตประจำวันประโยชนท์ คี่ าดวา่ จะไดร้ บั ผูจ้ ดั ทำหวงั วำ่ นักเรียน นกั ศกึ ษำ และบคุ คลทสี่ นใจทไ่ี ดศ้ กึ ษำโครงงำนเล่มน้ี จะสำมำรถนำควำมรู้ที่ไดไ้ ปประยกุ ตใ์ ชใ้ นชีวติ ประจำวัน เป็นประโยชนใ์ นกำรเรียนกำรศกึ ษำ รวมถึงกำรดำเนนิ ชีวติ ไม่มำกกน็ อ้ ย 1

บทท่ี 2 หลักการ ทฤษฎี และงานทเ่ี กย่ี วขอ้ งเมือ่ คนยืนอยบู่ นตำช่งั ซง่ึ วำงอยูบ่ นพนื้ สำมำรถเขยี นเวกเตอรแ์ ทนแรงไดด้ ังน้ีmg เปน็ แรงทีโ่ ลกดงึ ดดู คนF เป็นแรงทีค่ นดึงดดู โลกNR1 เป็นแรงทเ่ี ทำ้ คนกดตำชง่ัRR23 เป็นแรงท่ีตำช่ังดนั เท้ำ เป็นแรงท่ีตำชง่ั กดพืน้ โลก เป็นแรงทพี่ ้นื โลกดนั ตำช่ังแแรรงงทN่เี ปมน็ ขีแนรงำคดกู่เปิรลยิ ยี่ำน-ปนฏฐ้ำิกหิรนิยกั ำทอี่ไดำ่ แ้ นกได่ F้บนกตับำmชง่ั gก,เ็ ปRล1 ี่ยกนบั ดN้ว,ยR2 กับ R3 แตน่ ำ้ หนกั ทีอ่ ่ำนบนตำชง่ั คอื แรง N เม่ือ 2

a) ถ้ำลฟิ ต์เคล่ือนท่ีโดยไม่มีควำมเรง่ เครือ่ งชัง่ จะแสดงน้ำหนักจริงของชำยคนน้ี ( W = 700N )b) เมื่อลฟิ ต์เคลื่อนที่ขึน้ ดว้ ยควำมเรง่ นำ้ หนกั ปรำกฏฐของชำยคนนค้ี อื 1000 N มำกกว่ำน้ำหนกั จริงc) เม่อื ลฟิ ตเ์ คลื่อนทลี่ งดว้ ยควำมเร่ง นำ้ หนกั ปรำกฏฐของชำยคนนค้ี ือ 400 N นอ้ ยกว่ำน้ำหนกั จริงd) นำ้ หนกั ปรำกฏฐของชำยคนนจ้ี ะเป็นศนู ย์ ถำ้ ลฟิ ตน์ ีต้ กลงอยำ่ งอสิ ระ ถำ้ เชอื กทีผ่ ูกลฟิ ตไ์ วข้ ำด 3

วัตถุวำงอยู่ในลฟิ ต์ หรอื กำรชัง่ น้ำหนกั วัตถุโดยใช้ตำชงั่ สปรงิ ในลฟิ ต์ จะมีแรงกระทำตอ่ วตั ถุ ดังรปู รปู แสดงแรงที่กระทำวัตถทุ ่ีอยูใ่ นลฟิ ต์หลกั กำรพจิ ำรณำ ถำ้ ตอ้ งกำรหำแรงทก่ี ระทำตอ่ วตั ถุ ใหใ้ ส่แรงทก่ี ระทำต่อวตั ถนุ ัน้ ให้ครบ แล้วดกู ำรเคล่อื นท่ี แรงใดมีทศิ เดยี วกับกำรเคล่ือนที่ แรงนั้นเป็นบวก (+) แรงใดสวนทศิ กำรเคลือ่ นที่แรงนนั้ เป็นลบ (-) แล้วใชส้ มกำร∑F=ma หำควำมสมั พันธ์ 4

ลฟิ ตข์ นึ ดว้ ยความเรง่ จำก ∑F = ma N-mg = ma+ N = mg+ma+ N = m(g+a) น้ำหนักอำ่ นได้มำกข้ึนลฟิ ตข์ นึ ดว้ ยความหนว่ ง จำก ∑F = ma N-mg = ma- N = mg+ma- นำ้ หนักอ่ำนไดน้ ้อยลง 5

ลิฟตล์ งดว้ ยความเรง่ จำก ∑F = maลฟิ ตล์ งดว้ ยความหนว่ ง mg-N = ma+ N = mg-ma+ N = m(g-a) น้ำหนักอำ่ นไดน้ อ้ ยลง จำก ∑F = ma mg-N = ma- N = mg-ma- น้ำหนกั อ่ำนไดม้ ำกขึ้น 6

กรณคี ดิ รวมทงั ระบบ คิดทีล่ ิฟต์ ∑F = ma T-mรวมg = mรวมaสภาวะเสมอื นไรน้ า้ หนกั เกดิ เม่อื เคล่ือนทีล่ งด้วยควำมเรว็ a = g จำก ∑F = ma mg-N = ma mg-N = mg N = 0 (ไรน้ ำ้ หนัก) 7

บทที่ 3 วิธีการดา้ เนนิ งาน ในกำรจดั ทำ E-book เพือ่ กำรศกึ ษำ เรอ่ื ง กำรชงั่ น้ำหนักและแรงกระทำในลฟิ ต์ คณะผูจ้ ัดทำมีวิธกี ำรดำเนนิ งำนและขัน้ ตอนดงั นี้ 1. เครอื่ งมอื และโปรแกรมใช้ในกำรทำงำน 1.1 เครือ่ งมอื - คอมพวิ เตอร์ - แฟรชไดรแ์ ละอปุ กรณ์จดั เกบ็ ขอ้ มูล 1.2 โปรแกรมที่ใชใ้ นกำรทำงำน - Hp reveal โปรแกรมทำภำพ trigger - Pubhtml5 โปรแกรมสรำ้ งลงิ ค์ e-book - Powerpoint โปรแกรมจัดทำและรวบรวมข้อมูลต่ำงๆ - Gmail โปรแกรมส่งข้อมลู ภำยในกลมุ่ - Google โปรแกรมคน้ หำข้อมูล - Microsoft Word โปรแกรมทำรูปเล่ม 8

2. ขัน้ ตอนกำรทำงำน - แบ่งงำนและตกลงกำรรบั ผิดชอบภำยในกลุ่ม - ผู้รวบรวมกำหนดวนั สง่ งำน - สง่ งำนใหผ้ รู้ วบรวม - ตรวจสอบควำมผิดพลำด เชน่ กำรสะกดคำต่ำงๆ3. ตำรำงกำรดำเนินงำน ข้นั ตอนกำรทำงำน ระยะเวลำ1.แบ่งงำนและตกลงกำรรับผิดชอบภำยในกล่มุ 22-24 สิงหำคม 25612.ผูร้ วบรวมกำหนดวันสง่ งำน 24 สิงหำคม 25613.สง่ งำนให้ผ้รู วบรวม 26 สงิ หำคม 25614.ตรวจสอบควำมผดิ พลำด 27-29 สิงหำคม 2561 9

บทที่ 4 ผลการศกึ ษาตำรำงบันทึกผลกำรศกึ ษำ เรอ่ื ง กำรชั่งนำ้ หนกั และแรงกระทำในลิฟต์ สภำพกำรเคล่ือนท่ีของลฟิ ต์ น้ำหนักปกติ น้ำหนักที่ชัง่ ได้1. ขณะหยุดนง่ิ 89 kg 89 kg2. กำลงั ข้นึ ดว้ ยควำมเรง่ 89 kg 94 kg3. กำลงั ขน้ึ ดว้ ยควำมเร็วคงท่ี 89 kg 89 kg4. กำลงั ชะลอควำมเร็ว 89 kg 83 kg5. ขณะจอดรอ 89 kg 89 kg6. กำลังลงด้วยควำมเรง่ 89 kg 85 kg7. กำลงั ลงดว้ ยควำมเร็วคงท่ี 89 kg 89 kg8. กำลังชะลอควำมเร็ว 89 kg 95 kg9. ขณะหยดุ นง่ิ 89 kg 89 kg 10

บทที่ 5 สรปุ ผลการดา้ เนนิ งานสรุปผลการดา้ เนินงาน 1. จำกกำรทดลองชัง่ นำ้ หนกั ในลิฟต์ แล้วนำ้ หนักทว่ี ดั ไดม้ คี ่ำไมเ่ ท่ำกนั แมว้ ำ่ มวล(m = 89 กก.)เดมิ ก็ตำมกแ็ สดงให้เห็นวำ่ มแี รงกระทำในลิฟต์เม่ือเกิดกำรเคลอ่ื นทข่ี ้ึนหรือลงด้วยควำมเร่ง โดยใช้สูตร F = ma หำแรงกระทำในลฟิ ต์ 2. เมอื่ ลฟิ ตเ์ คล่ือนท่ขี ึ้นด้วยควำมเร่ง เครอื่ งช่งั ชค้ี ่ำนำ้ หนกั ได้ 94 กก. จำก 89 กก. โดยใช้สตู รF = ma แล้วแทนคำ่ บวกลบแรงเป็น N – mg = ma หำแรงกระทำในลฟิ ต์ 3. เม่อื ลิฟตเ์ คล่ือนทีข่ นึ้ และลงด้วยควำมเรว็ คงท่ี เครื่องช่งั ช้ีค่ำนำ้ หนกั ได้ 89 กก. เท่ำเดิมโดยใช้สตู รF = ma แลว้ แทนคำ่ บวกลบแรงเป็น F = m(0) หำแรงกระทำในลฟิ ต์ แรง N = mg 4. เมอื่ ลิฟตเ์ คลื่อนที่ลงด้วยควำมเร่ง เครื่องชงั่ ชค้ี ่ำน้ำหนักได้ 85 กก. จำก 89 กก. โดยใช้สูตรF = ma แลว้ แทนคำ่ บวกลบแรงเป็น mg – N = ma หำแรงกระทำในลิฟต์ 5. เมอ่ื ลฟิ ต์เคล่อื นทขี่ ึน้ ด้วยควำมหน่วง เครอื่ งชัง่ ชี้ค่ำน้ำหนักได้ 83 กก. จำก 89 กก. โดยใช้สูตรF = maแล้วแทนคำ่ บวกลบแรงเปน็ N – mg = m(-a) หำแรงกระทำในลฟิ ต์ 6. เมอ่ื ลิฟตเ์ คลอื่ นท่ลี งด้วยควำมหน่วง เครอ่ื งช่งั ชี้ค่ำนำ้ หนักได้ 94 กก. จำก 89 กก. โดยใชส้ ูตรF = ma แล้วแทนค่ำบวกลบแรงเปน็ mg – N = m(-a) หำแรงกระทำในลิฟต์อภิปรายผลการดา้ เนนิ งาน จำกกำรทดลองชั่งนำ้ หนกั ในลิฟต์ เพอ่ื หำแรงทก่ี ระทำกับวตั ถุ จำกกำรที่ชง่ั นำ้ หนักไดม้ คี ำ่ ไมเ่ ทำ่ กนัแมว้ ่ำมวลเทำ่ กนั แสดงใหเ้ ห็นวำ่ มีแรงกระทำในลิฟตเ์ มอ่ื เกดิ กำรเคลอื่ นทข่ี น้ึ หรอื ลงดว้ ยควำมเร่งซึ่งสำมำรถทำได้ตำมวตั ถปุ ระสงคข์ องกำรทดลอง โดยใช้ทฤษฎกี ำรเคลอื่ นท่ีข้อที่ 2 ของนวิ ตนั มำเกยี่ วข้องขอ้ เสนอแนะ 1. ควรรคู้ ำ่ ควำมเรง่ ทแ่ี น่ชัด 2. ควรรมู้ วลของลฟิ ต์ ค่ำแรงที่ลวดดงึ ลิฟต์ไดม้ ำกทสี่ ุด ควำมเร่ง มวลเฉลยี่ ของคน ถำ้ ต้องกำรคำนวณหำจำนวนคนทม่ี ำกทส่ี ุดท่ีลฟิ ตส์ ำมำรถบรรจุได้ 11

บรรณานกุ รม____กำรหำแรงปฏฐิกิริยำ กำรชัง่ นำ้ หนกั ในลิฟตท์ ฤษฎี.(ออนไลน์). แหลง่ ที่มำ : http://www.rmutphysics.com____แรง มวล และกฎกำรเคล่อื นที่.(ออนไลน)์ . แหลง่ ท่ีมำ : http://www.tutormathphysics.com____แรงในลฟิ ต.์ (ออนไลน์). แหลง่ ทม่ี ำ : http://www.vcharkarn.com 12

ข้อมลู ผจู้ ดั ทา้ นำงสำวกฤติมำ ชัชวำลรัตน์ เลขที่ 5 ม.4/15 อำยุ 15 ปี เบอร์โทรศพั ท์ 0968849331 นำงสำวพรรษมน สุขมำกสนิ เลขที่ 8 ม.4/15 อำยุ 15 ปี เบอร์โทรศัพท์ 0874031555 นำยณัฏฐ์ธ์ รดล กลุ ธัชนภสั สิริ เลขที่ 26 ม.4/15 อำยุ 15 ปี เบอรโ์ ทรศัพท์ 0970083310 13

นำงสำวกรองกำญจน์ ทองแสง เลขที่ 27 ม.4/15 อำยุ 15 ปี เบอร์โทรศพั ท์ 0625735536นำงสำวพิมพพ์ ิชญำ ไชยเสโนเลขท่ี 31 ม.4/15อำยุ 15 ปีเบอรโ์ ทรศพั ท์ 0876939574นำงสำวสุจรรยำ พยงุ ธรรมเลขที่ 36 ม.4/15อำยุ 15 ปีเบอร์โทรศัพท์ 0988476893 14