เนื้อหา_เรื่องงานและพลังงาน

งานและ พลังงาน (WORK AND ENERGY) BY Pancheewa Kahathan 63120633107(Physics)

คํานํา ร า ย ง า น ฉ บั บ นี จั ด ทํา ขึ น เ พื อ ป ร ะ ก อ บ ก า ร เ ร ีย น ร า ย วิ ช า นวัตกรรมและเทคโนโลยีทางวิทยาศาสตร์ศึกษา สาขาวิชา วิ ท ย า ศ า ส ต ร ์ศึ ก ษ า โ ด ย มี จุ ด ป ร ะ ส ง ค์ เ พื อ ใ ห้ ผู้ จั ด ทํา ไ ด้ ศึ ก ษ า ค้นคว้าและนาํ สิงทีได้ศึกษาค้นคว้ามาสร้างเปนชินงานที เ ป น ป ร ะ โ ย ช น์ ต่ อ ก า ร เ ร ีย น ก า ร ส อ น ข อ ง ต น เ อ ง แ ล ะ บุ ค ค ล ที สนใจ ทั ง นี เ นื อ ห า ไ ด้ ร ว บ ร ว ม ม า จ า ก ห นั ง สื อ แ บ บ เ ร ีย น แ ล ะ จ า ก ก า ร ค้ น ค ว้ า เ พิ ม เ ติ ม จ า ก เ ว็ บ ไ ซ ต์ ผู้ จั ด ทํา ห ว่ า ว่ า ร า ย ง า น ฉบับนีจะเปนประโยชน์ต่อผู้ทีสนใจ และบุคคลทีนาํ ไปใช้ให้ เกิดประโยชน์หากมาขอผิดพลาดประการใด ผู้จัดทําขออภัย ณ ทีนี

สารบัญ หน้า เรือง 1 1 งาน 1 กําลัง 2 พลังงาน 2 พลังงานจลน์ 3 พลังงานศักย์ 3 กฎการอนุรกั ษ์พลังงาน กฎการอนุรกั ษ์พลังงานกล บรรณานุกรม

งานและพลังงาน งาน หมายถึง แรงทีกระทําต่อวัตถุแล้วทําให้วัตถุเคลือนทีไปตามทิศทางของแนวแรง ถ้าเรา ออกแรงกระทําต่อวัตถุแล้ววัตถุไม่เคลือนที แสดงว่าไม่เกิดงาน ตัวอย่างการทํากิจกรรมต่างๆ ปริมาณของงานขึนอยู่กับ 1. ขนาดของแรงทีใช้ 2. ระยะทางทีวัตถุเคลือนทีไปตามทิศทางของแนวแรง 3. ทิศทางการเคลือนทีของวัตถุตามแนวแรง ตัวอย่างเช่น การออกแรงยกกล่องให้สูงขึน ทิศทางการ เคลือนทีของกล่องมีทิศทางเดียวกับแนวแรง การกระ ทาํ เช่นนีเปนการทําให้เกิดงานทางวิทยาศาสตร์ รูปที 1 การทาํ กิจกรรมต่างๆ งาน ( Work) งานเปนปรมิ าณทีเกิดจากการเคลือนทีของวัตถุเนืองจากแรงกระทํา ขนาดของงานของแรงใดมีค่า เท่ากับผลคูณระหว่างขนาดของแรงนันกับระยะของการเคลือนทีในช่วงพิจารณาซึงอยู่ในแนวแรง W = FS โดย W มีหน่วยเปนนิวตัน /เมตร หรอื จูล F มีหน่วยเปน นิวตัน S มีหน่วยเปน เมตร กําลัง ( Power) กําลัง คือ อัตราการทํางานหรอื งานทีเกิดขึนในหนึงหน่วยเวลา P = w/t กําหนดให้ P คือ กําลัง หน่วยของกําลัง คือ J/s หรอื เรยี กว่า Watt (วัตต์) W คือ งานทีทําได้ มีหน่วยเปนจูล (J) t คือ เวลาทีใช้ในการทํางาน มีหน่วยเปนวินาที (s) พลังงาน (Energy) พลังงาน เปนสมบัติอย่างหนึงของระบบทีบ่งถึงขีดความสามารถในการทํางานหรอื ความสามารถในการทําให้เปลียนแปลงในทางใดทางหนึง พลังงานของวัตถุจึงวัดได้จากงาน ของวัตถุทีทําได้ พลังงานมีหลายรูปแบบ เช่น พลังงานกล พลังงานเคมี พลังงานไฟฟา พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานแผ่รงั สี พลังงานความรอ้ น เปนต้น ในบทนีจะเปนการศึกษา พลังงานในรูปแบบทีง่าย ๆ ก่อนคือพลังงานกล จาํ แนกเปน 2 ประเภทคือ พลังงานจลน์ และ พลังงานศักย์ ซึง พลังงานมีหน่วยวัดเปน จูล(Joules) “ J ”

พลังงานกล (mechanical energy) เปนพลังงานทีเกียวข้องกับการเคลือนทีของวัตถุ แบ่งออกเปน 2 ประเภท ได้แก่ 1.พลังงานศักย์ 2.พลังงานจลน์ เปนพลังงานทีสะสมอยู่ในวัตถุ เปนพลังงานของวัตถุขณะทีวัตถุเคลือนที พลังงานจลน์ (Kinetic Energy) พลังงานจลน์ คือพลังงานทีสะสมอยู่ในวัตถุอันเนืองจากอัตราเรว็ ของวัตถุขึนอยู่กับ การเคลือนทีของวัตถุ ใช้สัญลักษณ์ (Ek) หาพลังงานจลน์ได้จาก ปรมิ าณงานที ทําได้ทังหมด ของวัตถุทีกําลังเคลือนทีไปทํางานอย่างหนึง จนกระทังวัตถุหยุดนิง Ek = 1/2 mv2 หากมีแรง F กระทําต่อวัตถุ จนขนาดของความเรว็ ของวัตถุ เปลียนไป ทําให้พลังงานจลน์ของวัตถุเปลียนไปจากเดิม พบว่า งานทีแรงนันกระทําต่อวัตถุมีค่าเท่ากับพลังงานจลน์ของวัตถุที เปลียนไป หรือ W = Ek2 – Ek1 เรียกว่า หลักของงาน-พลังงานจลน์ พลังงานศักย์ (Potential Energy) พลังงานศักย์ (Ep) คือ พลังงานทีถูกเก็บสะสมไว้และพรอ้ มทีจะนาํ มาใช้ แบ่งออกเปน 2 ประเภท คือ คแอ(วEลยGา1nะู่ใม.ตrนeพสaําวrแูvงลัตgหiั งถytนงaุ )เ่างtกคนiขิ ดoื อศอnจั กงพาaวยกลlัต์โัแงนถPงร้มุตงoาถนาโtน่ วมeทง้มรnี สะถะtดสi่ วัaบมงl สตPส2ปําัoญ. แรพtงลิหeลัขกนnังณษ่งtงiสณาะaมทนl์ ี)ย“ดศืุคดลักEืออยpถอ์ยูพก(กืดeเลขหlหังียaยรงsนุ่นอืาtแนห(iEทcศด)lนักเaข”ดยs้า้ว์ขtจยiอาcกง เขียนสมการได้ว่า หาได้จากสมการ kx2 Ep = mgh Ep = 1/2

กฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานรูปหนึงสามารถเปลียนเปนพลังงานรูปอืน ๆ ได้ พลังงานทีมาจากการเปลียน รูปนีจะมีค่าเท่ากับพลังงานเดิม ซึงเปนไปตามกฎการอนุรกั ษ์พลังงาน ( law of conservation of energy ) ขณะทีโยนลูกบอลขึนจากพืน พลังงานเคมีในรา่ งกายบางส่วนจะเปลียนเปน พลังงานจลน์ของลูกบอลจึงทําให้ลูกบอลเคลือนทีได้เมือลูกบอลเคลือนทีสูงขึน ความเรว็ จะ ลดลง นันคือพลังงานจลน์ของลูกบอลจะลดลงโดยเปลียนไปเปนพลังงานศักย์โน้มถ่วง ณ ตําแหน่งสูงสุด ของการเคลือนที พลังงานจลน์ของลูกบอลเปนศูนย์และพลังงานศักย์โน้ม ถ่วงมีค่าสูงสุด ขณะทีลูกบอลเคลือนทีลง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะเปลียนเปนพลังงานจลน์ และเมือลูกบอลกระทบพืนพลังงานจลน์จะเปลียนเปนพลังงานความรอ้ นและเสีย เรยี กแรงที กระทําแล้วพลังงานกลไม่เปลียนนีว่า “แ“รแงรอนงุรอกั นษุร์”ักษ์” กฎการอนุรักษ์พลังงานกล ถ้าไม่มีแรงภายนอกมากระทํากับวัตถุ (งานรวม=0) แล้วผลรวมของพลังงานทีสะสม ภายในวัตถุจะคงที เนืองจาก ผลรวมของพลังงานศักย์ และพลังงานจลน์ของวัตถุ เรยี กว่า พลังงานกลของวัตถุซึงเปนพลังงานทีสะสมภายในวัตถุ จะได้สมการงานและพลังงานดังนี ∑E = Ek + Ep = คงที Ek = 1/2 mv2 โดยที และ Ep = mgh + 1/2 kx2

ตัวอย่างที 1 วิ ธี ทํา

ตัวอย่างที 2 วิ ธี ทํา

ตัวอย่างที 3 วิ ธี ทํา

บ ร ร ณ า นุ ก ร ม scimath. (22 02 2564). www.scimath.org. เข้าถึงได้จาก http://www.scimath.org/e- books/8298/flippingbook/index.html tutoroui-plus.com. (21 02 2564). tuemaster.com. เข้าถึงได้จาก https://tuemaster.com/ พีรพัฒน์ คําเกิด. (20 02 2564). พลังงานจลน์ - PowerPoint Template. เข้าถึงได้จาก https://nsru4211303.files.wordpress.com/2015/03/physics-i-4211301-week6- e0b887e0b8b2e0b899e0b981e0b8a5e0b8b0e0b89ee0b8a5e0b8b1e0b887e0b887e0b8b2 e0b899.pdf

THANK YOU