Ebookคอมxฟิสิกส์

การทดลองฟสิ กิ ส์ เร่อื งการชั่งนา้ หนกั บนลฟิ ต์ เสนอ อ.เทวนิ ทร์ วันเทวนิ แแลละะ อ.สริภรณ์ แจ่มใส 1

คา้ น้า รายงานเล่มนเี ป็นส่วนหน่ึงของวิชาวิทยาการค้านวณ (คอมพิวเตอร์) และวชิ าฟิสิกส์ จดั ท้าขนึ เพือ่ ใหผ้ ู้ทีส่ นใจอยากคน้ คว้าศกึ ษาเรือ่ งการชงั่ นา้ หนักในลฟิ ต์ไดร้ บั ความรู้และเข้าใจเนอื หามากขนึ ไม่มากกน็ ้อย ซ่ึงรายงานนคี ณะผ้จู ดั ท้าได้ท้าการรวบรวมข้อมูลให้กระชับอ่านเข้าใจง่าย ทงั นีหากรายงานเลน่ นีมผี ิดพลาดประการใดตอ้ งขออภัยมา ณ ที่นดี ว้ ย คณะผู้จัดทา้ aT mg ก 2

สารบัญ หน้า กค้านา้ 1วตั ถปุ ระสงค์ 2การดึงมวลในแนวดิ่งและการช่ังน้าหนักในลิฟต์ 5อุปกรณ์การทดลอง 5วิธีการทดลอง 6ตารางบนั ทึกผลการทดลอง 7ผลการทดลอง 8บรรณานุกรม 3

วัตถปุ ระสงค์1. เพือ่ ให้ผ้เู รยี นได้ทา้ การทดลองและพสิ จู น์สิง่ ต่าง ๆตามความถนัดและความสนใจ2. เพอื่ รูจ้ กั การวางแผนทา้ งานอย่างเปน็ ระบบ ขนั ตอนท้าให้รูจ้ กั วธิ ีการแก้ปัญหาหลายวิธี3. เพอ่ื ฝึกการเป็นผ้นู า้ และผู้ตามทด่ี ี ฝกึ ทกั ษะกระบวนการท้างานด้วยตนเอง หรือรว่ มกัน4. เพือ่ ฝกึ วิเคราะห์ และประเมินตนเอง ไดร้ ับประสบการณต์ รง5.เพือ่ ศกึ ษาวา่ เเรงมีผลตอ่ นา้ หนกั6.เพื่อศึกษาวิธีการค้านวนในขณะที่มีการเคลอื่ นท่ี7.เพอ่ื ศึกษาว่าการเคลอื่ นท่ีมีผลทา้ ใหน้ า้ หนกั เพิ่มขนึหรอื ลดลง8.เพ่อื ศกึ ษา คน้ คว้า และแก้ปัญหาจากการทา้ งาน มีบทบาทและสว่ นรว่ มในการเรียนรู้ 1 4

การดึงมวลในแนวด่ิงและ การช่ังน้าหนกั ในลฟิ ต์ วัตถทุ วี่ างอยู่ในลิฟต์ หรือการชั่งนา้ หนักวัตถโุ ดยใช้ตาชง่ั สปริงในลฟิ ต์ จะมแี รงกระท้าต่อวัตถุ ซง่ึ ในแตล่ ะสถานการณ์ จะมคี า่ ของนา้ หนักทอ่ี ่านได้แตกต่างกนัวิธแี กโ้ จทยป์ ญั หา :1. ต้องการหาแรงทก่ี ระทา้ ตอ่ วัตถใุ หใ้ ส่แรงท่ีกระทา้ ตอ่วตั ถนุ ันใหค้ รบ แลว้ ดกู ารเคลอื่ นที่2. แรงใดมที ิศทางเดียวกับทิศการเคลอ่ื นที่ ให้แรงนนัเป็นบวก (+) และแรงใดมีทศิ สวนทางกับทศิ การเคลอื่ นทใี่ หแ้ รงนนั เป็นลบ (-)3. ใช้สมการ ΣF = ma หาความสมั พันธ์ 2 5

กรณีการดงึ มวลขนึ ในแนวดง่ิเมือ่ มวลอยูน่ ิ่ง หรือเคล่ือนทด่ี ว้ ยความเรว็ คงที่ (a = 0)a=0 T ΣF = ma T - mg = 0 ∴ T = mgmgเมื่อมวลเคล่ือนที่ขึนดว้ ยความเร่ง (a)aT ΣF = ma T - mg = mamg 3 6

กรณีการปล่อยมวลลงในแนวดิ่งเมือ่ มวลเคล่ือนทลี่ งด้วยความเร่ง (a)a=0 T ΣF = ma mg - T = mamgเมือ่ มวลเคลือ่ นทีล่ งดว้ ยความหนว่ ง (a)-a T ΣF = ma mg - T = m (-a)mg 4 7

อปุ กรณก์ ารทดลอง1.เครอื่ งช่ังน้าหนกั2.ลิฟต์วิธกี ารทดลอง1. ชง่ั นา้ หนกั นอกลฟิ ท์เเละจดไว้เพ่อื บันทึกข้อเเตกตา่ ง2. ชง่ั น้าหนกั ในลฟิ ท์ ขณะท่ลี ิฟทเ์ ครือ่ งท่ีลง บนั ทึกผลการทดลอง3. ชง่ั นา้ หนกั ในลฟิ ท์ ขณะท่ีลฟิ ท์เคร่ืองท่ลี ง บันทึกผลการทดลอง 5 8

ตารางผลการทดลองกา้ หนดให้นาย A มนี ้าหนกั 60 กิโลกรมั มคี วามเรง่ และความหนว่ ง เท่ากบั 5 m/s2สาภาพการเคล่ือนทข่ี องลิฟต์ ผลการทดลอง ลิฟตไ์ ม่เคล่ือนท่ี แรงขึน = แรงลง ลฟิ ตเ์ คลือ่ นท่ขี ึนด้วย N = mg ความเรง่ N = 600 ΣF = maลฟิ ตเ์ คล่ือนที่ลงดว้ ยความเร่ง N – mg = ma N – 600 = 60*5 N = 30 + 600 N = 630 ΣF = ma Mg - N = ma 600 – N = 60*5 600 – 300 = N N = 300 6 9

สรุปผลการทดลอง น้าหนกั ท่ปี รากฏของคนในสภาวะนงิ่ หรอื ขนึ -ลงด้วยความเรว็ คงทจ่ี ะเทา่ กบั น้าหนักในภาวะปกติเมอ่ื ลฟิ ท์เคลอื่ นทีข่ ึนขา้ งบน ดงั นนั คนและลฟิ ท์เคลื่อนที่ขนึขา้ งบนด้วยความเรง่ เทา่ กนั นา้ หนักปรากฏของคนในลฟิ ทท์ ี่เคลื่อนทีข่ ึนดว้ ยความเร่งจะมากกว่าน้าหนกั ในเวลาหยดุ นิ่งเทา่ กนั จะเห็นได้วา่ เขามนี า้ หนกั เพมิ่ ขึนกวา่ ปกติเล็กนอ้ ย เมื่อลิฟทเ์ คลื่อนท่ีลงข้างล่างคนและลิฟทก์ ็เคลื่อนที่ลงดว้ ยความเร่งเทา่ กนั ดงั นนั น้าหนักปรากฏของคนในลิฟท์ท่เี คล่อื นทลี่ งข้างลา่ งดว้ ยความเรง่ จะน้อยกว่าน้าหนักในเวลาหยุดนงิ่ จะเหน็ วา่ น้าหนกั ตวั ลดลงกวา่ ปกติเลก็ น้อย 7 10

บรรณานกุ รมการชง่ั นา้ หนกั และแรงกระทา้ ในลฟิ ต์. ค้นเม่อื 30 สงิ หาคม 2561จาก http://mahosot.comวตั ถปุ ระสงค์การเรยี นรู้แบบโครงงาน. คน้ เมอื่ 30 สงิ หาคม2561 จากhttps://sites.google.com/site/krutermsaksuwan/homeรตั นา สาหราด. 2558. ใบงานการสอื่ สารและการน้าเสนอ(I20202). กรุงเทพฯ : สตรีวทิ ยา ๒การชั่งน้าหนักและแรงกระท้าในลิฟต์. ค้นเมอื่ 30 สิงหาคม 2561จากhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/75/1/elevator/index.htmWould you weigh less in an elevator. คน้ เมื่อ 30 สงิ หาคม2561 จาก https://ed.ted.com/lessons/would-you-weigh-less-in-an-elevator-carol-hedden 8 11

12