กิจกรรมที่2

ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสียง 1 แบบฝ฿กทักษะการแกโ้ จทย์ปัญหาทางฟิสกิ ส์ เร่อื ง ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเรว็ ของเสียง 2 แบบทดสอบก่อนเรยี น เรือ่ ง ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง คาช้แี จง ให้นักเรียนเลือกคาตอบที่ถูกต้องท่ีสุดเพียงข้อเดียว แล้วทาเคร่ืองหมายกากบาท (x) ลงในกระดาษคาตอบ 1. ตัวกลางในข้อใดท่เี สยี งไม่สามารถเคลอ่ื นทีผ่ า่ นได้ ก. อากาศ ข. ของเหลว ค. สุญญากาศ ง. แก๊สไฮโดรเจน 2. ถ้าอุณหภมู ิของอากาศมีการเปล่ยี นแปลง จะสง่ ผลทาให้ปริมาณใดของเสียงเปล่ียนแปลงตาม ไปดว้ ย 1. ความถี่ 2. ความยาวคล่นื 3. อัตราเรว็ คลื่น 4. ดัชนีหักเหเสยี งของตวั กลางใดๆเทียบกบั อากาศ คาตอบทีถ่ กู ต้องคือข้อใด ก. 1, 2, 3 และ 4 ข. 1, 2 และ 3 ค. 2, 3 และ 4 ง. 2 และ 3 3. ขอ้ ความต่อไปนี้ขอ้ ใดถูกต้องเกย่ี วกับอัตราเรว็ ของเสยี งในอากาศ ก. อตั ราของเสยี งในอากาศขึ้นอยู่กับความถ่ีในการส่นั ของตน้ กาเนิดเสยี ง ข. อตั ราของเสียงในอากาศขึ้นอยกู่ บั แอมพลิจดู ของการสัน่ สะเทือน ค. อัตราของเสยี งในอากาศขึ้นอยูก่ ับอุณหภูมิของอากาศ ง. อัตราของเสียงในอากาศมีค่าคงตวั เสมอ 4. ข้อใดกลา่ วถึงอตั ราเร็วของเสียงได้ถกู ต้อง ก. ในช้ันบรรยากาศของโลกทยี่ ง่ิ สงู จากผวิ โลก อัตราเรว็ ของเสียงจะยิ่งเรว็ ขน้ึ ข. ถ้าเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วของเสียงกับอุณหภูมิของอากาศ (ในหน่วย องศาเซลเซยี ส) เสน้ กราฟจะตัดแกนอตั ราเรว็ ท่ี 331 เมตรตอ่ วนิ าที

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 3 ค. ทุกๆ 1 องศาเซลเซียสของอุณหภูมขิ องอากาศท่ีเพ่มิ ข้ึน จะทาให้อัตราเร็วของเสยี งเพ่ิมข้ึน 331 เมตรตอ่ วนิ าที ง. ถา้ อุณหภมู ขิ องอากาศเปน็ 0 องศาเซลเซียสอัตราเร็วของเสยี งจะมีค่าเปน็ ศูนย์ 5. ท่อเหล็กมีค่ามอดูลัสความยืดหยุ่นเท่ากับ 21011 นิวตันต่อตารางเมตร และมีความ หนาแน่น 7.5103 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร จงหาอัตราเร็วของเสียงในท่อเหล็กนี้ (ในหน่วย เมตรตอ่ วนิ าที) ก. 2.67103 ข. 3.50103 ค. 4.65103 ง. 5.16103 6. เมื่อเสียงมีอัตราเร็วเปล่ียนไปโดยมีอตั ราเร็วใหมเ่ ป็น 1.5 เท่าของอัตราเร็วเดิมผลท่ีเกิดข้นึ จะ เป็นไปตามข้อใด ก. ความยาวคล่นื เพ่มิ ขึ้น 1.5 เทา่ ข. ความยาวคล่ืนลดลง 1.5 เทา่ ค. ความถีเ่ พม่ิ ขนึ้ 1.5 เท่า ง. ความถ่ลี ดลง 1.5 เท่า 7. แหล่งกาเนิดเสียงอันหนึ่งมีความถ่ี 200 เฮิรตซ์ ปล่อยเสียงผ่านอากาศอุณหภูมิ15 องศา เซลเซยี ส ระยะห่างระหวา่ งส่วนอดั และสว่ นขยายทใ่ี กลก้ ันที่สดุ เปน็ ก่เี ซนตเิ มตร ก. 42.5 เซนติเมตร ข. 85 เซนติเมตร ค. 170 เซนตเิ มตร ง. 340 เซนติเมตร 8. เคาะปลายหนึ่งของท่อเหล็กที่ยาว 180 เมตร ผู้ฟังซึ่งอยู่ท่ีปลายหน่ึงจะได้ยินเสียงสองทาง ทางหน่ึงผ่านท่อเหล็ก อีกทางหนึ่งผ่านอากาศ ถ้าเสียงท้ังสองมาถึงหูผู้ฟังในเวลาท่ีต่างกัน 0.2 วินาที จงหาอัตราเร็วของเสียงในท่อเหล็ก ถ้าอัตราเร็วองเสียงในอากาศขณะน้ันเป็น 340 เมตร ตอ่ วนิ าที ก. 564.4 เมตร ข.546.4 เมตร ค. 526.4 เมตร ง. 506.4 เมตร 9. ส่วนอัดกับส่วนอัดท่ีติดกันของคล่ืนเสียงในอากาศวัดความยาวระยะทางได้ 0.5 เมตร และ แหลง่ กาเนดิ เสยี งมีความถี่ 680 เฮริ ตซ์ อยากทราบว่าอุณหภมู ิของอากาศบริเวณนั้นเป็นเท่าใด ก. 15 องศาเซลเซียส ข. 20 องศาเซลเซียส ค. 25 องศาเซลเซียส ง. 30 องศาเซลเซียส 10. ในตอนเชา้ วดั อตั ราเรว็ ของเสยี งในอากาศได้ 336 เมตรต่อวินาที พอตอนบ่ายวดั อตั ราเรว็ ของเสียงในอากาศได้ 342 เมตรต่อวินาที อยากทราบว่าอุณหภูมิของอากาศเปลี่ยนแปลงไป เทา่ ใด ก. 3.6 องศาเซลเซยี ส ข. 6.0 องศาเซลเซียส ค. 10.0 องศาเซลเซยี ส ง. 18.0 องศาเซลเซยี ส

ธรรมชาตขิ องเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 4 กระดาษคาตอบ ชื่อ – สกลุ ……………………………………………………………….………………..ช้นั …………….เลขท…ี่ ………. ขอ้ ที่ ก ตวั เลือก ง ขค 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนนท่ไี ด้ ทาแบบทดสอบก่อนเรยี นเสร็จแลว้ เริม่ ศึกษาเนื้อหากันต่อเลยนะคะ

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง 5 ข้อปฏิบตั ิก่อนทากจิ กรรม 1. นักเรยี นอา่ นคาช้แี จงเกยี่ วกับแบบฝึกทกั ษะการแกโ้ จทยป์ ัญหา ตามวฏั จกั ร การสืบเสาะหาความรู้ เรือ่ ง เสียงและการไดย้ ิน วิชาฟิสกิ ส์ 3 รหัสวิชา ว32203 ชั้นมธั ยมศึกษาปที ่ี 5 ชดุ ท่ี 1 เรอ่ื ง ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเร็วของเสยี งใหเ้ ข้าใจก่อนลงมือทากจิ กรรม 2. ศกึ ษาใบความรู้ที่ 1 เร่ือง ธรรมชาติของและอัตราเร็วของเสียง 3. ทากจิ กรรมในใบงานที่ 1 เร่อื ง ธรรมชาติของเสียงและอัตราเร็วของเสียง 4. ศึกษาตัวอย่างแบบฝึกทกั ษะการแกโ้ จทย์ปัญหา ตามวฏั จักรการสืบเสาะหาความรู้ ชุดที่ 1 เรอ่ื งธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง 5. ทาแบบฝกึ ทกั ษะการแกโ้ จทยป์ ัญหา ตามวัฏจักรการสบื เสาะหาความรู้ ชุดท่ี 1 เรอ่ื ง ธรรมชาตขิ องเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง จานวน 4 ข้อ 6. ทาแบบทดสอบหลงั เรยี น เรือ่ ง ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสยี ง 7. บนั ทึกคะแนนลงในแบบบันทึกผลสมั ฤทธ์ทิ างการเรยี นตามเกณฑ์ทค่ี รูกาหนดให้

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 6 ใบความรู้ที่ 14 เร่อื ง ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเรว็ ของเสียง ธรรมชาตขิ องเสยี ง คลื่นเสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุ พลังงานจากการส่ันของวัตถุจะถ่ายโอนให้กับโมเลกุล ของอากาศ ทาให้โมเลกุลของอากาศส่ัน แล้วถ่ายโอนพลังงานที่ได้รับแก่โมเลกุลถัดไป มีผลให้คลื่น เสียงแผ่กระจายออกไปในอากาศโดยรอบแหล่งกาเนิดโดยโมเลกุลของอากาศไม่ไดเคล่ือนที่ไปพร้อม กบั คล่ืน หลังจากท่คี ล่นื เคล่ือนทผ่ี ่านไปโมเลกุลของอากาศแต่ละตาแหนง่ จะยงั อยู่ท่ีเดิม ในการส่นั ของ โมเลกุลของอากาศขณะคลื่นเสียงเคลื่อนท่ีผ่านจะมีการส่ันแบบฮาร์มอนิคเชิงเดี่ยว ในแนวเดียวกับ การเคลอื่ นที่ของคลนื่ เสียง ดังนัน้ คล่ืนเสียงจึงเป็นคลนื่ ตามยาว เม่ือวัตถุเกิดการส่ันจะมีเสียงเกิดขึ้น เช่น การส่ันของเส้นเสียงในกล่องเสียงขณะท่ีมีการ เปล่งเสียงพบว่าเม่ือจับท่ีลาคอจะรู้สึกว่ามีการส่ันภายในลาคอ หรือการสั่นของสายกีตาร์ เมื่อสาย กตี ารส์ ั่นจะมีเสยี ง แตเ่ มือ่ สายกตี าร์หยดุ สัน่ เสยี งก็จะเงยี บไป รูปที่ 1 รูปการดดี กีตาร์ ท่มี า : http://scimath.org/ebook/sci/sci-sec4/18/eBook/ จากการศึกษาพบว่า องค์ประกอบในการเกิดเสียงมี 3 อย่าง คือ การสั่นของวัตถุกาเนิด เสียง ตัวกลาง และผูร้ ับเสียง ถ้าขาดสงิ่ ใดสิง่ หน่งึ ก็จะไมไ่ ด้ยินเสียงทนั ที ในขณะเดียวกนั เสียงจัดเปน็ คลน่ื กล เนื่องจากเสียงต้องอาศัยตัวกลางในการเคล่อื นที่ ถ้า ไม่มีตัวกลางเสียงเคล่ือนท่ีไม่ได้ เสียงจึงเคลื่อนท่ีผ่านสุญญากาศไม่ได้ ดังนั้นจึงไม่มีเสียงเกิดขึ้นที่ ลาโพงด้านขวา ดงั รูปที่ 2

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 7 รปู ท่ี 2 รปู แสดง เสยี งไม่อาจผ่านสญุ ญากาศได้ ท่มี า : http://scimath.org/ebook/sci/sci-sec4/18/eBook/ เมอ่ื พิจารณาโมเลกุลของอากาศ ในแนวเสน้ ตรงท่ีมีทศิ ออกจากแหล่งกาเนิดเสียง ขณะที่ ไม่มีคลื่นเสียงเคล่ือนท่ีผ่านแต่ละโมเลกุลจะอยู่ห่างเท่าๆกัน ดังรูปที่ 3 เมื่อมีคลื่นเสียงเคล่ือนที่ผ่าน ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะเปลี่ยนไป ณ เวลาขณะใดขณะหนึ่ง ระยะห่างระหว่างโมเลกุลแต่ละ โมเลกุลจะมคี ่าต่าง ๆ กนั ดังนี้ ส่วนอัด โมเลกุลของอากาศจะอยู่ใกล้ชิดกันทาให้ความหนาแน่นและความดันสูงกว่า ปกติ (การกระจัดเปน็ ศนู ย์) สว่ นขยาย โมเลกุลของอากาศจะอยู่ห่างกันทาให้ความหนาแนน่ และความดันต่าว่าปกติ (การกระจัดเป็นศนู ย์) รปู ท่ี 3 คลน่ื เสยี งขณะเคลื่อนทผ่ี า่ นอากาศ ที่มา : http://scimath.org/ebook/sci/sci-sec4/18/eBook/ เมื่อพิจารณาคลื่นเสียงท่ีเคล่ือนท่ีผ่านอากาศขณะใดขณะหน่ึง กราฟระหว่างความดัน ของอากาศ ณ ตาแหน่งต่างๆ ตามแนวการเคล่ือนที่ของเสียงเป็นดังรูปที่ 4 ก และกราฟระหว่าง กระจดั ของโมเลกลุ ของอากาศ ตามแนวการเคลอื่ นทีข่ องเสยี งเป็นดังรูปที่ 4 ข

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอตั ราเรว็ ของเสียง 8 รูป 4 ก. กราฟระหวา่ งความดันกับตาแหนง่ ตา่ งๆ ตามแนวการเคล่อื นทขี่ องเสยี ง ข. กราฟระหวา่ งการกระจดั ของอนุภาคกบั ตาแหน่งต่างๆ ตามแนวการเคลอื่ นท่ขี องคลนื่ เสยี ง ท่ีมา : http://scimath.org/ebook/sci/sci-sec4/18/eBook/ คลืน่ เสียงเกิดจากการสัน่ ของแหล่งกาเนดิ เสยี ง พลังงานการสัน่ ของแหลง่ กาเนดิ เสยี งนี้ จะถกู ถ่ายโอนให้กับโมเลกลุ ของอากาศ ทาให้ความดนั อากาศเปลย่ี นแปลง แตค่ วามถข่ี องการ เปลี่ยนแปลงยังคงเทา่ กบั ความถ่ขี องแหล่งกาเนดิ เสียง การเปลย่ี นแปลงของความดนั ของอากาศนีจ้ ะ ถูกถ่ายโอนตอ่ ๆ กนั มาจากแหลง่ กาเนดิ จนกระทั่งถงึ หผู ฟู้ ัง ทาให้ผู้ฟงั ได้ยนิ เสียงท่ีมีความถเ่ี ดียวกับ ความถข่ี องแหล่งกาเนดิ เสียง อตั ราเรว็ ของเสยี ง เสียงเป็นคล่ืนตามยาว ต้องอาศัยตัวกลางในการเคล่ือนที่ จึงทาให้อตั ราเรว็ ของเสียงไม่ คงที่ข้ึนอยู่กับชนิดและคุณสมบัติของตัวกลาง เช่น ความหนาแน่น (Density) ความยืดหยุ่นของ ตวั กลาง (Elasticity) และอุณหภมู ขิ องตัวกลาง (Temperature) เป็นตน้ อัตราเร็วของเสียงในตัวกลางหน่ึงๆ จะคงตัวเมื่ออุณหภูมิของตัวกลางคงตัว ดังแสดงใน ตารางที่ 1 ตารางที่ 1 อตั ราเร็วเสียงในตัวกลางตา่ งๆ ท่ีอณุ หภูมิ 25 องศาเซลเซียส ตวั กลาง อัตราเร็ว ( เมตรต่อวินาที ) แกส๊ คาร์บอนไดออกไซค์ 258 อากาศ(15 องศาเซลเซียส ) 346 แก๊สไฮโดรเจน 1,339 น้า 1,498 นา้ ทะเล 1,531 อะลูมิเนียม 5,000 เหลก็ 5,200

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 9 การหาอัตราเรว็ ของเสียงลกั ษณะต่างๆ เนอ่ื งจากเสียงมสี มบัตเิ ป็นคลื่นดงั นน้ั การหาอตั ราเรว็ ของเสยี งจึงหาได้จากสมการ เชน่ เดยี วกนั กบั สมการของคลื่นคือ v  f หรือ v   T เมือ่  คอื ความยาวคล่นื เสียง หนว่ ยเป็นเมตร (m) f คือ ความถ่คี ลนื่ เสียง หน่วยเปน็ รอบตอ่ วนิ าที (1)หรือ เฮริ ต์ ซ์ (Hz) s T คือ คาบการเคลือ่ นท่ขี องเสยี ง หนว่ ยเป็นวนิ าที (s) v คือ อตั ราเรว็ ของคลนื่ เสียง หนว่ ยเป็นเมตรตอ่ วินาที (m/s) เนือ่ งจากเสยี งเคลื่อนที่เปน็ เส้นตรงในตัวกลางหนึง่ ๆ ท่มี อี ณุ หภูมิคงตวั อัตราเรว็ ของ เสยี งจะมีค่าคงตัวเชน่ กัน ดังนนั้ อตั ราเรว็ ของเสยี งจงึ หาไดจ้ ากสมการ vS t เม่อื S คอื ระยะทางทค่ี ล่นื เสียงเคลื่อนท่ีได้ หนว่ ยเปน็ เมตร (m) t คอื เวลาทค่ี ล่นื เสยี งใชใ้ นการเคล่ือนท่ี หน่วยเปน็ วนิ าที (s) v คอื อัตราเร็วของคลน่ื เสียง หน่วยเป็นเมตรตอ่ วินาที (m/s) อัตราเร็วของเสียงในตวั กลางตา่ งๆ อัตราเร็วของเสียงในของแขง็ หาได้จากสมการ v   เมื่อ  คือ มอดูลสั ความยดื หยุ่นของวตั ถุ หน่วยเป็นนวิ ตนั ตอ่ ตารางเมตร( N / m2 )  คือ ความหนาแนน่ ของวตั ถุ หน่วยเป็นกโิ ลกรัมตอ่ ลูกบาศกเ์ มตร( kg / m3 ) v อัตราเร็วของคลนื่ เสียง หน่วยเปน็ เมตรต่อวินาที ( m/ s ) อัตราเรว็ ของเสียงในแกส๊ หาได้จากสมการ v   เม่ือ  คอื มอดลู ัสความยดื หยุ่นของแกส๊ หนว่ ยเปน็ นวิ ตันตอ่ ตารางเมตร ( N / m2 )  คอื ความหนาแน่นของแก๊ส หน่วยเป็นกโิ ลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ( kg / m3 ) v คอื อัตราเรว็ ของเสียงในแก๊ส หนว่ ยเป็นเมตรตอ่ วนิ าที ( m/ s ) ในขณะที่คลื่นเสียงเคลื่อนท่ีผ่านแก๊ส จะทาให้แก๊สมีการอัดและมีการขยายตัวอย่าง รวดเรว็ จนถือไดว้ า่ ไม่มีการรับหรือสญู เสยี พลังงานความรอ้ น ไดค้ วามสมั พันธ์ดังนี้ v = คา่ คงตัว

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเรว็ ของเสียง 10 เมอื่  คอื คา่ คงตัวสาหรบั แก๊สชนดิ หนึ่ง จากความหมายของมอดูลสั ความยดื หยนุ่ ของแกส๊ () มคี ่าเป็น ดังสมการ   P น่นั คอื อัตราเร็วของเสียงในแกส๊ สามารถหาไดจ้ ากสมการ v  P (1.1)  จากการศกึ ษาสมบตั ขิ องแกส๊ อุดมคติ พบว่า มีความสมั พนั ธด์ ังนี้ PV  nRT เม่อื n เป็นจานวนโมลของแกส๊ ถ้า m เป็นมวลของแกส๊ ทั้งหมดใน n โมล หน่วยเป็นกิโลกรัม (Kg) M เปน็ มวลของแก๊ส 1 โมล หน่วยเปน็ กโิ ลกรัม (Kg) จึงไดว้ ่า n m M ดังนนั้ PV  m RT M P  mRT vM P  RT (1.2) M จากสมจากสมการ(1.1) และ (1.2)จะไดว้ า่ v  RT M เม่อื R คือ คา่ นจิ ของแก๊ส มคี า่ เทา่ กบั 8.31 ( J / molK) T คือ อณุ หภมู ใิ นหน่วยองศาสมั บรู ณ์ ( K ) M คอื มวลของก๊าซใน1 โมล หนว่ ยเปน็ กิโลกรัม (Kg)  คอื คา่ คงตวั สาหรบั แกส๊ หน่งึ v คอื อัตราเรว็ ของเสียงในแกส๊ หน่วยเปน็ เมตรต่อวินาที ( m/ s ) อัตราเร็วของเสยี งในอากาศ (ในอากาศอตั ราเรว็ ของเสยี งขึ้นอยูก่ บั อุณหภมู )ิ โดยเขียนเป็นสมการความสมั พันธไ์ ดว้ ่า V T จะไดว้ า่ v2  T2 v1 T1

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 11 แต่เราสามารถวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส (C) โดย อาศยั การประเมนิ คา่ พบว่าอัตราเรว็ ของเสียงในอากาศที่อณุ หภูมิ 0 องศาเซลเซียส เสียงจะมีอัตราเร็ว ประมาณ 331 เมตรตอ่ วินาที จะได้ว่า ถ้าอุณหภมู เิ พ่ิมขน้ึ 1 องศาเซลเซยี ส อัตราเร็วของเสยี งจะเพ่ิมขนึ้ 0.6 เมตรตอ่ วนิ าที v  331 0.6t เมอื่ t คอื อุณหภมู ขิ องอากาศในหน่วยองศาเซลเซียส (C) แตถ่ า้ อณุ หภูมิของอากาศตัง้ แต่ 45 องศาเซลเซียส ข้นึ ไป จะตอ้ งใชส้ มการเดมิ คอื v2  T2 v1 T1

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 12 ใบงานท่ี 1 เรอ่ื ง ธรรมชาตขิ องเสยี งและอตั ราเรว็ ของเสยี ง สมาชกิ ในกลุ่ม 1. …………………………………………………………….. 4. …………………………………………………………….. 2. …………………………………………………………….. 5. …………………………………………………………….. 3. …………………………………………………………….. 6. …………………………………………………………….. คาชแ้ี จง 1. ใหน้ ักเรียนทากจิ กรรมต่อไปน้ี แลว้ บนั ทึกผลท่ีเกดิ ขึ้น กจิ กรรม ผลทเี่ กดิ ขนึ้ เมือ่ กระทาอย่างแรง เมอ่ื คอ่ ย ๆ กระทา สะบัดแผ่นกระดาษ A4 เคาะส้อมเสียง ตกี ลอง ดีดสายกีตาร์ เป่าหลอดทดลองขนาดเลก็ 2.ให้นักเรียนตอบคาถามหลงั ทากจิ กรรม 2.1 ขนาดของการสนั่ มีผลตอ่ ความดงั ของเสยี งหรือไม่ อย่างไร จงอธบิ าย ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… พลงั งานเสียงจากแหล่งกาเนิดเสยี งแผม่ ายังผฟู้ ังได้อย่างไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.2 ถา้ ไม่มีตวั กลางในการถ่ายโอนพลงั งานเสยี ง เราจะสามารถรับฟังเสยี งได้หรอื ไม่ เพราะเหตุใด ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเร็วของเสียง 13 เสียงเกดิ ขึ้นได้อย่างไร ยกตัวอย่างประกอบ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………... 3.อัตราเรว็ ของเสยี งในอากาศร้อนและอากาศเย็น ต่างกันอย่างไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………... 4. อตั ราเรว็ ของเสยี งในตัวกลาง ขนึ้ อยูก่ บั ความถ่ีในการสน่ั ของแหล่งกาเนดิ เสียงหรือไม่ อย่างไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………...

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเรว็ ของเสียง 14 รูปแบบกระบวนการแก้ปัญหาตามแนวคิดของโพลยา ขั้นที่ 1 ทาความเข้าใจปญั หา 1. อา่ นสถานการณ์และเขียนรปู ตามสถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พิจารณาว่าโจทย์กาหนดให้ค่าอะไรมา แล้วเขียนความสัมพันธ์ออกมาใน รปู ของสญั ลกั ษณ์ของค่าน้ัน 3. วิเคราะห์ว่าโจทย์ต้องการหาอะไร (คาตอบ)แล้วเขียนออกมาในรูปของ สัญลกั ษณ์ของค่านนั้ ขนั้ ท่ี2 วางแผนแก้ปัญหา 4.เลือกสมการท่ีสัมพันธ์กับสิ่งที่สถานการณ์ให้หาหรือกาหนด แล้วเขียน ออกมาในรปู ของสญั ลักษณ์ของคา่ น้ัน ขั้นที่ 3 ปฏิบตั ิตามแผน 5. ดาเนนิ การตามแผนท่ีวางไว้เพื่อใหไ้ ด้คาตอบของปัญหาโดยใชข้ ้นั ตอนทาง คณติ ศาสตร์ ขัน้ ท่ี 4 ตรวจสอบผลงาน 6. ตรวจสอบความถูกต้องในขั้นตอนต่างๆแล้วตอบ คาถามทบทวน สถานการณ์

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 15 ตัวอย่าง แบบฝึกทักษะการแกโ้ จทย์ปัญหา เรอ่ื ง ธรรมชาติของเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง ตัวอยา่ งที่ 1 จงหาความยาวคลื่นของเสียงซ่ึงมีความถี่ 1,000 เฮิรตซ์ ขณะคล่ืนเสียงผ่านน้าทะเล กาหนดใหอ้ ัตราเรว็ ของเสยี งในนา้ ทะเลเท่ากับ 1,500 เมตรตอ่ วนิ าที วิธีทา ขน้ั ท่ี 1 ทาความเข้าใจปญั หา 1. เขียนรปู ตามสถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พิจารณาสงิ่ ท่ีกาหนดให้แล้วเขยี นออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลีย่ นเปน็ สัญลกั ษณ์ เสยี งมคี วามถี่ 1,000 เฮิรตซ์ อตั ราเรว็ ของเสียงในนา้ ทะเลเทา่ กบั 1,500 เมตรต่อวนิ าที f  1, 000 Hz หรือ v  1,500 m / s 3. วิเคราะห์สง่ิ ที่โจทย์ใหห้ า ข้อความจากโจทย์ เปลย่ี นเปน็ สญั ลกั ษณ์ จงหาความยาวคล่ืนของเสยี ง ? ขัน้ ที่ 2 วางแผนแกป้ ัญหา วิธีการท่ใี ช้แก้ปญั หา 4. เลอื กสูตร หรอื สมการ หาความยาวคลนื่ ของเสียงจากสมการ v  f ข้นั ที่ 3 ปฏิบัตติ ามแผน

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง 16 นักเรยี นแกป้ ัญหาตามท่ีวางแผนไวใ้ นขน้ั ท่ี 2 5. ดาเนินการโดยใชข้ น้ั ตอนทางคณติ ศาสตร์ ดว้ ยการแทนคา่ ลงในสมการ หาความยาวของคล่นื เสยี ง จากสมการ v  f แทนคา่ จะได้ 1,500 m / s  1,000Hz ดังนั้น 1500 m / s 1500 m / s 1000 Hz  1000 Hz 1.5 m     1.5 m ตอบ ความยาวคลื่นเสียง มีคา่ เท่ากบั 1.5 เมตร ขนั้ ท่ี 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบ คอื ความยาวคลืน่ เสียง () มีค่าเท่ากบั 1.5 เมตร ตรวจคาตอบ จากสมการ v  f แทนค่า 1,500 m / s  1,000Hz X1.5m จะได้ 1,500 m / s  1,500 m / s ผลลพั ธท์ ไี่ ดม้ คี า่ เท่ากันทั้งสองข้างของสมการ ดังนั้น ความยาวคลน่ื เสียง มคี ่าเทา่ กบั 1.5 เมตร จงึ เป็นคาตอบทถ่ี กู ตอ้ ง

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเร็วของเสียง 17 ตวั อย่างท่ี 2 แหล่งกาเนิดเสียงอันหนึ่งสั่นด้วยความถี่ 692 เฮิรตซ์ ถ้าอากาศในบริเวณน้ันมีอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส อยากทราบวา่ คลื่นเสียงทีอ่ อกจากแหลง่ กาเนิดน้จี ะมีความยาวคลนื่ เท่าใด วธิ ีทา ขัน้ ท่ี 1 ทาความเขา้ ใจปัญหา 1. เขียนรปู ตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พิจารณาส่ิงทโ่ี จทย์กาหนดให้แล้วเขยี นออกมาในรูปของสัญลักษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลย่ี นเป็นสัญลกั ษณ์ แหลง่ กาเนิดเสียงอนั หน่ึงสั่นด้วยความถี่ 692 เฮริ ตซ์ อุณหภมู ิ 25 องศาเซลเซยี ส f  692 Hz หรือ t  25º C 3. วิเคราะหส์ ง่ิ ท่ีโจทย์ให้หา ขอ้ ความจากโจทย์ เปล่ียนเปน็ สัญลกั ษณ์ เสียงท่อี อกจากแหล่งกาเนิดน้ีจะมคี วามยาวคลื่นเทา่ ใด  ? ขัน้ ท่ี 2 วางแผนแกป้ ญั หา วธิ ีการท่ีใชแ้ กป้ ัญหา 4. เลอื กสูตร หรือสมการ หาความยาวคลน่ื ของเสยี งจากสมการ v  f แต่ยังไม่ทราบค่าของอัตราเร็วของเสียง ( v ) ดังน้ันต้องหาค่า ( v ) ก่อนโดยหาได้จาก สมการ v  3310.6t เม่ือได้คา่ อตั ราเร็วเสยี งแล้ว จึงนามาหาค่าความยาวคลื่น (  )

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเรว็ ของเสียง 18 ขน้ั ท่ี 3 ปฏบิ ัตติ ามแผน นักเรียนแกป้ ัญหาตามทวี่ างแผนไว้ในขัน้ ที่ 2 5. ดาเนนิ การโดยใชข้ ้ันตอนทางคณติ ศาสตร์ ด้วยการแทนคา่ ลงในสมการ หาอตั ราเรว็ คล่นื เสียง จากสมการ vt  331 0.6t แทนคา่ vt  331 0.6(25) จะได้ vt  331 15 ดังนัน้ vt  346 m / s หาความยาวคลืน่ เสียง จากสมการ v  f แทนค่า 346 m / s  692Hz  จะได้   346 m ดงั นัน้ 692   0.5 m ตอบ คล่นื เสยี งที่ออกจากแหลง่ กาเนดิ น้จี ะมี ความยาวคลน่ื 0.5 เมตร ขน้ั ท่ี4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคือ เสยี งมคี วามยาวคลืน่ ( ) เทา่ กับ 0.5 เมตร ตรวจคาตอบ จากสมการ v  f แทนค่า 346 m / s  692Hz 0.5m จะได้ 346 m / s  346 m / s ผลลัพธ์ที่ได้มีค่าเท่ากันทั้งสองข้างของสมการ ดังนั้น คล่ืนเสียงท่ีออกจาก แหล่งกาเนดิ น้จี ะมีความยาวคล่นื 0.5 เมตร จึงเป็นคาตอบท่ีถูกตอ้ ง

ธรรมชาตขิ องเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 19 ตวั อยา่ งที่ 3 ถา้ วดั อัตราเรว็ ของเสียงในแก๊สหนง่ึ ท่อี ุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส ไดเ้ ท่ากับ 350 เมตรต่อวินาที เม่ืออุณหภูมิเปล่ียนไปเป็น 327 องศาเซลเซียส อัตราเร็วของเสียงในแก๊สน้ันมีค่า เทา่ ใด วิธที า ขน้ั ท่ี 1 ทาความเขา้ ใจปญั หา 1. เขียนรปู ตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พิจารณาสงิ่ ทโี่ จทย์กาหนดให้แล้วเขียนออกมาในรปู ของสัญลกั ษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลี่ยนเปน็ สัญลกั ษณ์ แก๊สหนึง่ ทอ่ี ุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส T1  27 C ถ้าวัดอัตราเร็วของเสยี งได้ 350เมตรตอ่ วินาที v1  350m / s อุณหภมู ิเปลีย่ นไปเปน็ 327 องศาเซลเซยี ส T2  327 C 3. วเิ คราะหส์ ิง่ ที่โจทย์ใหห้ า ขอ้ ความจากโจทย์ เปลยี่ นเปน็ สัญลกั ษณ์ อัตราเร็วของเสียงในแก๊สนัน้ มีค่าเทา่ ใด v2  ? ขน้ั ที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา วธิ ีการที่ใช้แกป้ ญั หา T2 4. เลือกสตู ร หรอื สมการ T1 หาอตั ราเรว็ คลื่นของเสยี งจากสมการ v2  v1

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเรว็ ของเสียง 20 ขั้นที่ 3 ปฏบิ ตั ติ ามแผน นกั เรยี นแก้ปัญหาตามทีว่ างแผนไวใ้ นขน้ั ที่ 2 5. ดาเนนิ การโดยใชข้ ้นั ตอนทางคณติ ศาสตร์ ด้วยการแทนค่าลงในสมการ หาอัตราเร็วของครั้งหลัง จากสมการ v2  T2 แทนค่า v1  T1 327  237 K v2 27  237 K 350 m / s 600 K 300 K จะได้ v2  350 m / s 2 v2  2 350m / s 350 m / s 495 m / s v2  ดังนั้น v2  ตอบ อัตราเร็วของเสียงในแก๊สมคี า่ เทา่ กบั 495 เมตร ขน้ั ท่ี 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบ คอื อตั ราเร็วของในแกส๊ ( v2 ) มคี ่าเท่ากับ 495เมตร ตรวจคาตอบ จากสมการ v2  T2 แทนคา่ v1  T1 495 m / s 600 K 350 m / s 300 K 1.414  2 จะได้ 1.414  1.414 ผลลัพธ์ที่ไดม้ คี ่าเท่ากนั ทงั้ สองขา้ งของสมการ ดังนั้น อัตราเรว็ ของเสียงในแกส๊ มีคา่ เท่ากับ 495 เมตร จึงเป็นคาตอบที่ถูกต้อง

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 21 ตัวอย่างท่ี 4 อากาศมคี า่ คงท่ี 1.40 มีความหนาแน่น 1.29 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ภายใตค้ วามดัน 1 บรรยากาศ เมื่อเสียงเคล่ือนท่ีผ่านจะมีอัตราเร็วเท่าใด ( กาหนดให้ ความดัน 1 บรรยากาศ มีค่า เท่ากบั 1.013105 นิวตนั ตอ่ ตารางเมตร ) วธิ ีทา ขัน้ ที่ 1 ทาความเขา้ ใจปญั หา 1. เขยี นรูปตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พจิ ารณาสิ่งที่โจทย์กาหนดให้แลว้ เขยี นออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ ขอ้ ความจากโจทย์ เปลี่ยนเป็นสัญลักษณ์ อากาศมีค่าคงท่ี 1.40 ความหนาแนน่ 1.29 กโิ ลกรมั ต่อลกู บาศก์เมตร   1.40 ความดนั 1 บรรยากาศ   1.29 kg / m3 P 1.013105 N / m2 3. วิเคราะหส์ ิ่งทโี่ จทย์ใหห้ า ข้อความจากโจทย์ เปลย่ี นเปน็ สัญลักษณ์ อตั ราเร็วของเสียงในอากาศจะมเี ท่าใด v? ขนั้ ที่ 2 วางแผนแกป้ ัญหา วิธกี ารท่ใี ช้แก้ปัญหา 4. เลอื กสูตร หรอื สมการ หาอตั ราเรว็ คลื่นของเสียงในอากาศจากสมการ v  P 

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเร็วของเสียง 22 ขน้ั ที่ 3 ปฏบิ ตั ติ ามแผน นักเรียนแก้ปัญหาตามทว่ี างแผนไว้ในขัน้ ท่ี 2 5. ดาเนนิ การโดยใชข้ ้นั ตอนทางคณิตศาสตร์ ด้วยการแทนค่าลงในสมการ หาอตั ราเร็วคลน่ื ของเสยี งในอากาศ จากสมการ v P  แทนคา่ v 1.401.013105 N / m2 1.29 kg / m3 จะได้ v  1.1105 m / s v  100 11 m / s ดงั นน้ั v  331.66 m / s ตอบ อัตราเร็วของเสียงในอากาศมีคา่ เทา่ กับ 331.66 เมตรต่อวนิ าที ขั้นท่ี 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคอื อัตราเรว็ ของเสยี งในอากาศ ( v ) มีค่าเทา่ กับ 331.66เมตรต่อวนิ าที ตรวจคาตอบ จากสมการ v P  แทนคา่ 331.66 m / s  1.401.013105 N / m2 จะได้ 1.29 kg / m3 331.66 m / s  331.66 m / s ผลลัพธท์ ่ีได้มคี ่าเทา่ กันทง้ั สองขา้ งของสมการ ดังน้นั อัตราเร็วของเสียงในอากาศ มคี ่าเท่ากับ 331.66 เมตรต่อวนิ าที จึงเปน็ คาตอบทถี่ กู ต้อง

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเรว็ ของเสียง 23 แบบฝกึ ทักษะการแก้โจทยป์ ัญหา เรอ่ื ง ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสียง แบบฝกึ ทกั ษะข้อที่ 1 แหลง่ กาเนดิ คลน่ื เสียงสนั่ ดว้ ยความถี่ 170 เฮริ ตซ์ ปล่อยเสยี งออกไปในอากาศมีอัตราเร็ว 340 เมตรตอ่ วินาที จงหาความยาวคลนื่ เสยี งทอี่ อกจากแหล่งกาเนิด วิธีทา ขั้นที่ 1 ทาความเขา้ ใจปัญหา 1. เขยี นรูปตามสถานการณ(์ ถ้ามี) 2. พิจารณาสิง่ ทโ่ี จทย์กาหนดให้แลว้ เขยี นออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปล่ยี นเป็นสญั ลักษณ์ 3. วิเคราะหส์ ิง่ ท่ีโจทย์ใหห้ า เปลี่ยนเป็นสัญลักษณ์ ข้อความจากโจทย์ ขนั้ ที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา วิธีการท่ีใชแ้ กป้ ญั หา 4. เลือกสูตร หรือสมการ …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………

ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง 24 ขัน้ ที่ 3 ปฏบิ ัติตามแผน นักเรยี นแกป้ ญั หาตามทว่ี างแผนไว้ในขน้ั ที่ 2 5. ดาเนินการโดยใชข้ ั้นตอนทางคณติ ศาสตร์ ด้วยการแทนคา่ ลงในสมการ ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ขัน้ ท่ี4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคอื …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………..…………… ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………………………....

ธรรมชาตขิ องเสียงและอตั ราเรว็ ของเสียง 25 แบบฝึกทักษะข้อท่ี 2 แหล่งกาเนิดคลื่นเสยี งส่นั ดว้ ยความถ่ี 173 เฮิรตซ์ ขณะนั้นอากาศมีอณุ หภูมิ 298 เคลวนิ ความยาวคล่นื เสยี งขณะนั้นจะมีคา่ เทา่ ใด วิธีทา ข้นั ที่ 1 ทาความเขา้ ใจปญั หา 1. เขียนรูปตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พจิ ารณาส่งิ ทโี่ จทย์กาหนดให้แลว้ เขยี นออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลยี่ นเปน็ สัญลกั ษณ์ 3. วิเคราะหส์ ิง่ ท่ีโจทย์ใหห้ า เปลย่ี นเป็นสัญลักษณ์ ขอ้ ความจากโจทย์ ข้นั ท่ี 2 วางแผนแกป้ ัญหา วิธกี ารท่ใี ช้แกป้ ัญหา 4. เลือกสตู ร หรอื สมการ …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง 26 ขนั้ ที่ 3 ปฏบิ ัตติ ามแผน นักเรียนแก้ปัญหาตามที่วางแผนไวใ้ นขัน้ ที่ 2 5. ดาเนนิ การโดยใช้ขัน้ ตอนทางคณิตศาสตร์ ดว้ ยการแทนคา่ ลงในสมการ ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ขั้นท่ี4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคอื …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………..……………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเรว็ ของเสียง 27 แบบฝึกทกั ษะข้อท่ี 3 ขณะที่อุณหภูมิของอากาศมีค่าเท่ากับ 0 องศาเซลเซียสคล่ืนเสียงมีความถ่ี 160 เฮิรตซ์ ความยาวคล่นื 2 เมตร ถา้ อุณหภมู เิ ปน็ 273 องศาเซลเซียสคลน่ื เสียงจะมอี ตั ราเร็วเทา่ ใด วิธีทา ข้นั ที่ 1 ทาความเข้าใจปญั หา 1. เขียนรูปตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พจิ ารณาสงิ่ ทโี่ จทย์กาหนดให้แล้วเขยี นออกมาในรูปของสัญลักษณ์ ขอ้ ความจากโจทย์ เปลยี่ นเป็นสญั ลกั ษณ์ 3. วิเคราะหส์ ่งิ ท่ีโจทย์ใหห้ า เปลย่ี นเปน็ สญั ลักษณ์ ขอ้ ความจากโจทย์ ขั้นท่ี 2 วางแผนแก้ปัญหา วธิ กี ารท่ีใช้แก้ปัญหา 4. เลอื กสตู ร หรอื สมการ …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 28 ข้ันท่ี 3 ปฏิบัติตามแผน นกั เรียนแก้ปัญหาตามท่วี างแผนไวใ้ นข้ันที่ 2 5. ดาเนินการโดยใชข้ ้ันตอนทางคณิตศาสตร์ ดว้ ยการแทนค่าลงในสมการ ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ขั้นที่ 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคือ…………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………..……………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเร็วของเสียง 29 แบบฝึกทักษะข้อที่ 4 แก๊สฮีเลียมมีความหนาแน่น0.179 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตรมคี ่าคงที่สาหรบั แก๊ส 1.67 ที่ความดัน 1บรรยากาศ และอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส อัตราเร็วเสียงท่ีเคล่ือนที่ผ่านแก๊สฮีเลียมน้ี เป็นเท่าใด วิธีทา ขั้นท่ี 1 ทาความเขา้ ใจปัญหา 1. เขียนรูปตามสถานการณ์ (ถ้ามี) 2. พิจารณาสง่ิ ทีโ่ จทย์กาหนดให้แล้วเขียนออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ ขอ้ ความจากโจทย์ เปลย่ี นเปน็ สัญลักษณ์ 3. วิเคราะหส์ ่งิ ที่โจทย์ให้หา เปล่ียนเป็นสัญลักษณ์ ข้อความจากโจทย์ ขนั้ ที่ 2 วางแผนแก้ปญั หา วิธกี ารท่ใี ชแ้ ก้ปญั หา 4. เลอื กสูตร หรอื สมการ …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ขน้ั ท่ี 3 ปฏบิ ัตติ ามแผน

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง 30 นกั เรียนแกป้ ญั หาตามที่วางแผนไวใ้ นข้ันที่ 2 5. ดาเนินการโดยใชข้ น้ั ตอนทางคณิตศาสตร์ ดว้ ยการแทนคา่ ลงในสมการ ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ข้ันท่ี 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคอื …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………..……………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………..……………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... แบบทดสอบหลังเรียน เร่ือง ธรรมชาตขิ องเสียงและอตั ราเรว็ ของเสียง

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง 31 คาชี้แจง ใหน้ กั เรียนเลอื กคาตอบท่เี หน็ ว่าถูกต้องที่สุดเพยี งขอ้ เดยี วแล้วกากบาท (x) ลงในกระดาษคาตอบ 1. ถา้ อุณหภมู ขิ องอากาศเปล่ยี นจะมผี ลทาใหป้ รมิ าณใดของเสียงเปลีย่ นแปลงบา้ ง 1. ความถ่ี 2. ความยาวคล่ืน 3. อตั ราเร็วคลนื่ 4. ดชั นีหักเหเสยี งของตวั กลางใดๆเทียบกบั อากาศ คาตอบทถ่ี กู ตอ้ งคือข้อใด ก. 1, 2, 3 และ4 ข. 1, 2และ3 ค. 2, 3และ4 ง. 2 และ3 2. ขอ้ ความต่อไปนีข้ ้อใดถูกต้องเกยี่ วกบั ความเรว็ ของเสยี งในอากาศ ก. ความเรว็ ของเสียงในอากาศข้ึนอยกู่ บั ความถข่ี องต้นกาเนดิ เสยี ง ข. ความเร็วของเสยี งในอากาศขึ้นอยกู่ บั แอมพลิจูดของการส่นั สะเทือน ค. ความเร็วของเสียงในอากาศขึ้นอยูก่ ับอณุ หภมู ิ ง. ความเร็วของเสียงในอากาศมีค่าคงทเี่ สมอ 3. ตัวกลางในข้อใดทเี่ สียงไมส่ ามารถเคลื่อนที่ผ่านได้ ก. อากาศ ข. ของเหลว ค. สญุ ญากาศ ง. แก๊สไฮโดรเจน 4. ในตอนเช้าวดั อตั ราเร็วของเสียงในอากาศได้336เมตร/วินาทพี อตอนบ่ายวดั อัตราเร็วของ เสียงในอากาศได้342 เมตร/วินาที อยากทราบวา่ อุณหภมู ขิ องอากาศเปลยี่ นแปลงไปเทา่ ใด ก. 3.6 องศาเซลเซยี ส ข. 6.0 องศาเซลเซยี ส ค. 10.0 องศาเซลเซียส ง. 18.0 องศาเซลเซียส 5. ข้อใดถูกตอ้ งสาหรับการเคลื่อนทข่ี องเสียง ก. ในช้นั บรรยากาศของโลกยิ่งสูงจากผวิ โลกอตั ราเรว็ ของเสียงจะยิ่งเรว็ ข้ึน ข. ถา้ เขียนกราฟความสมั พันธ์ระหวา่ งความเร็วของเสยี งกับอุณหภมู ิอากาศ (องศาเซลเซียส ) เสน้ กราฟจะตดั แกนอัตราเร็วท่ี 331 เมตรตอ่ วินาที ค. ทุกๆ 1 องศาเซลเซียสของอณุ หภูมขิ องอากาศท่เี พิ่มขนึ้ จะทาให้อัตราเร็วของเสยี งเพิ่มข้ึน 331 เมตรตอ่ วินาที ง. ถ้าอุณหภมู ขิ องอากาศเป็น0องศาเซลเซยี สอัตราเรว็ ของเสียงเป็นศูนย์

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเรว็ ของเสียง 32 6. ส่วนอัดท่ีติดกันของคลื่นเสียงในอากาศวัดความยาวระยะทางได้ 0.5 เมตร และแหล่งกาเนิด เสยี งมคี วามถี่ 680 เฮริ ตซ์ อยากทราบวา่ อุณหภมู ิของอากาศบรเิ วณนน้ั เปน็ เท่าใด ก. 15องศาเซลเซยี ส ข. 20องศาเซลเซียส ค. 25องศาเซลเซยี ส ง. 30องศาเซลเซยี ส 7. เคาะปลายหน่ึงของท่อเหล็กที่ยาว 180 เมตร ผู้ฟังซึ่งอยู่ที่ปลายหนึ่งจะได้ยินเสียงสองทาง ทางหนึ่งผ่านท่อเหล็ก อีกทางหน่ึงผ่านอากาศ ถ้าเสียงทั้งสองมาถึงหูผู้ฟังในเวลาท่ีต่างกัน 0.2 วินาที จงหาอัตราเร็วของเสียงในท่อเหล็ก ถ้าอัตราเร็วองเสียงในอากาศขณะน้ันเป็น 340 เมตร ต่อวนิ าที ก. 564.4 เมตร ข.546.4 เมตร ค. 526.4 เมตร ง. 506.4 เมตร 8. เมอื่ เสยี งมีอัตราเรว็ เปล่ียนไปโดยมีอัตราเรว็ ใหม่เปน็ 1.5เท่าของอัตราเร็วเดมิ ผล เกดิ ขน้ึ เป็น ดงั ข้อใด ก. ความยาวคลน่ื เพม่ิ ขนึ้ 1.5 เท่า ข. ความยาวคล่นื ลดลง 1.5 เทา่ ค. ความถเี่ พ่มิ ขนึ้ 1.5 เท่า ง. ความถี่ลดลง 1.5 เทา่ 9. แหล่งกาเนดิ เสียงอนั หนง่ึ มคี วามถี่ 200 เฮิรตซ์ ปลอ่ ยเสียงผ่านอากาศอุณหภูมิ 15 องศา เซลเซยี ส ระยะห่างระหวา่ งส่วนอดั และสว่ นขยายที่ใกลก้ ันทสี่ ุดเป็นกเ่ี ซนติเมตร ก. 42.5 เซนตเิ มตร ข. 85 เซนตเิ มตร ค. 170 เซนติเมตร ง. 340 เซนตเิ มตร 10. ท่อเหล็กมีค่ามอดูลัสความยืดหยุ่น 2x1011นิวตันต่อตารางเมตร และมีความหนาแน่น 7.5x103กิโลกรมั ตอ่ ลูกบาศกเ์ มตร จงหาอตั ราเรว็ ของเสียงในท่อเหล็กนี้ (ในหน่วยเมตรตอ่ วนิ าที) ก. 2.67 x 103 ข. 3.50 x 103 ค. 4.65 x 103 ง. 5.16 x 103

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง 33 ทาแบบทดสอบหลงั เรียนเสร็จแล้ว ตรวจคาตอบไดท้ ภี่ าคผนวก แล้วอย่าลมื บนั ทึกคะแนนนะคะ

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 34 กระดาษคาตอบแบบทดสอบหลงั เรยี น เรื่อง ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเรว็ ของเสยี ง ชื่อ – สกลุ ……………………………………………………………….………………..ชั้น…………….เลขท…ี่ ………. ข้อที่ ก ตวั เลอื ก ง ขค 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนนทไี่ ด้

ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสียง 35 ภาคผนวก

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 36 เกณฑ์การประเมินผลการทากิจกรรม ใบงานท่ี 1 เรือ่ ง ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง รายการประเมนิ คะแนน เกณฑก์ ารพิจารณา วางแผนการทากจิ กรรมไดถ้ ูกต้องเหมาะสมกับเวลา 1. การวางแผนและวิธกี าร 0.2 สามารถใชเ้ คร่ืองมือและอุปกรณไ์ ด้ถูกต้อง เหมาะสม ดาเนนิ กิจกรรม ครบถว้ น วางแผนการทากจิ กรรมได้ถูกตอ้ งเหมาะสมกับเวลา 1.1 แตเ่ ลอื กใช้เคร่ืองมือและอุปกรณ์ยงั ไมเ่ หมาะสม หรอื ไมค่ รบถ้วน วางแผนการทากิจกรรมได้ไม่ถูกต้องและ 1 ไมเ่ หมาะสมกับเวลา ต้องให้ความชว่ ยเหลอื ในการ เลอื กใชเ้ คร่ืองมือและอุปกรณ์ ไม่สามารถวางแผนการทากิจกรรมได้ ต้องให้ความ 2.1 ชว่ ยเหลืออย่างมากในการทากิจกรรม และการใช้วัสดุ อปุ กรณ์ ดาเนินการทากจิ กรรมเป็นข้นั ตอนและใช้อุปกรณต์ ่างๆ 2. การปฏิบตั ิกิจกรรม 2.0 ไดเ้ องอย่างถกู ต้อง 1.5 ดาเนินการทากจิ กรรมได้เอง แต่ต้องการคาแนะนาใน การใชอ้ ุปกรณ์เปน็ บางคร้งั ตอ้ งให้ความช่วยเหลือเป็นบางคร้ังในการทากจิ กรรม 1.0 และการใช้อปุ กรณ์ 0.5 ต้องให้ความช่วยเหลอื ตลอดเวลาในการทากจิ กรรม และการใช้อปุ กรณ์ 3. บันทกึ ผลการทากจิ กรรม 2.0 บันทกึ ผลการทดลองชดั เจนและครบถ้วนทุกประเดน็ บนั ทกึ ผลการทดลองไดช้ ดั เจน ถูกตอ้ ง แตไ่ ม่ครบทุก 1.5 ประเด็น 1.0 ตอ้ งให้คาแนะนาเปน็ บางครั้งในการบนั ทึกผลการทา กจิ กรรม ต้องให้ความชว่ ยเหลือเปน็ อย่างมากในการบันทึกผล 0.5 การทากจิ กรรม 4.การเขยี น อภปิ รายและ 2.0 เขยี นอภปิ รายผลและสรุปผลการทากิจกรรมได้ถูกต้อง เขยี นสรุปผลการทากิจกรรม สมบูรณ์เป็นขั้นตอนท่ชี ดั เจน เขียนอภิปรายผลการทากิจกรรมไดแ้ ตเ่ ขยี นสรปุ ผล 1.5 การทากิจกรรมยังไม่เปน็ ขั้นตอนที่สมบรู ณ์ 1.0 ต้องให้คาแนะนาเปน็ บางครง้ั ใน การเขียนอภิปรายผลและสรุปผลการทากิจกรรม ต้องให้ความชว่ ยเหลือเปน็ อย่างมากใน 0.5 รรมการเขยี นอภิปรายผลและสรุปผลการทากจิ ก 5. การตอบคาถามท้าย 2.0 ตอบคาถาม อธบิ ายเหตุผล ยกตัวอยา่ งประกอบ ได้

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอตั ราเร็วของเสียง 37 กิจกรรม ถกู ต้องสมบูรณ์เปน็ ข้ันตอนที่ชดั เจน ตอบคาถาม อธิบายเหตผุ ลได้ถกู ต้อง แต่ไมส่ มบรู ณ์ 1.5 เปน็ ขนั้ ตอนท่ีชัดเจน 1.0 ตอ้ งให้คาแนะนาเป็นบางครัง้ ในการตอบคาถาม 0.5 ตอ้ งให้ความช่วยเหลือเป็นอย่างมากในการตอบคาถาม

ธรรมชาตขิ องเสียงและอตั ราเรว็ ของเสียง 38 เฉลยใบงานที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสยี ง 1. ให้นกั เรียนทากจิ กรรมต่อไปน้ี แล้วบันทึกผลทเ่ี กิดข้ึน แนวคำตอบ กิจกรรม ผลท่ีเกิดขนึ้ เมื่อกระทาอย่างแรง เม่อื ค่อย ๆ กระทา สะบัดแผน่ กระดาษ A4 ได้ยินเสียงดงั ไดย้ ินเสียงเบา เคาะส้อมเสยี ง ได้ยินเสยี งดงั ไดย้ ินเสยี งเบา เคาะกล่องกระดาษ ไดย้ ินเสยี งดัง ไดย้ นิ เสยี งเบา ดดี สายกีตาร์ ไดย้ นิ เสียงดงั ไดย้ ินเสียงเบา เปา่ หลอดทดลอง ไดย้ นิ เสียงดงั ได้ยินเสยี งเบา 2. ให้นกั เรียนตอบคาถามหลังทากิจกรรม 2.1 ขนาดของการส่ันมผี ลต่อความดังของเสียงหรือไม่ อย่างไร จงอธิบาย แนวคำตอบ ขนาดของการสนั่ มผี ลเกยี่ วขอ้ งโดยตรงกับความดังของเสียง นน่ั คือ เสียงจะดัง มากเม่ือวัตถุส่นั มากและเสียงจะดงั เบาเมือ่ วัตถสุ น่ั น้อยลง 2.2 พลงั งานเสียงจากแหลง่ กาเนิดเสยี งแผ่มายังผู้ฟังได้อย่างไร แนวคำตอบ พลังงานเสยี งจากแหลง่ กาเนิด จะแผ่มาถึงผู้ฟงั ได้ ตอ้ งอาศัยตัวกลางการถา่ ยโอน พลงั งานของการสัน่ จากแหล่งกาเนดิ เสียงผา่ นอากาศมายงั หูของผู้ฟัง 2.3 ถ้าไม่มีตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงานเสียง เราจะสามารถรบั ฟังเสียงได้หรือไม่ เพราะเหตุใด แนวคำตอบ ถ้าไม่มอี ากาศเป็นตัวกลางในการรบั ถ่ายโอนพลังงานเสียง เราจะไม่ได้ยินเสยี งเลย เพราะเสยี งตอ้ งอาศยั ตัวกลางในการเคล่ือนที่ 2.4 เสียงเกิดขึ้นไดอ้ ย่างไร ยกตัวอย่างประกอบ แนวคำตอบ เสยี งเกดิ จากการสน่ั ของวัตถุ ยกตวั อย่างเช่น การตีกลอง การดีดสานกตี าร์ การสั่น ของเส้นเสียงในลาคอ เป็นตน้ 3. อตั ราเร็วของเสียงในอากาศร้อนและอากาศเย็น ตา่ งกันอย่างไร

ธรรมชาตขิ องเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 39 4. แนวคำตอบ อตั ราเร็วเสียงจะมคี า่ มากหรอื น้อยขึ้นอยู่กับ อุณหภมู ิดังสมการ vt  331  0.6t ดังนน้ั เม่ือตัวกลางทเี่ ปน็ อากาศ ร้อน เย็นตา่ งกัน อัตราเรว็ ของเสียงก็จะแตกต่างกนั ดว้ ย 5. อัตราเร็วของเสยี งในตัวกลาง ขน้ึ อยู่กับความถก่ี ารสน่ั ของแหลง่ กาเนิดเสยี งหรอื ไม่ อยา่ งไร 6. แนวคำตอบ เนอื่ งจากเสียงเป็นคลืน่ กล ชนิดคล่ืนตามยาว อัตราเรว็ ของเสยี งจึงมีความสมั พันธ์ ตามสมการ v  f ดงั นน้ั อัตราเรว็ ของเสยี งในตัวกลางจงึ ข้ึนอยู่กับความถ่ีของแหลง่ กาเนดิ ตาม สมการดังกล่าว

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเรว็ ของเสียง 40 ตารางบันทึกคะแนนการทากจิ กรรม ใบงานท่ี 1 เรอื่ ง ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสยี ง คาชแี้ จง ให้นกั เรียนนาคะแนนทไ่ี ด้จากการทากจิ กรรมมากรอกลงในตาราง รายการประเมิน คะแนนเตม็ คะแนนที่ได้ 1. การวางแผนและวิธีการดาเนินกิจกรรม 0.2 2. การปฏิบตั ิกิจกรรม 2.0 3. บันทึกผลการทากจิ กรรม 2.0 4. การเขยี น อภปิ รายและเขียนสรปุ ผลการทากิจกรรม 2.0 5. การตอบคาถามทา้ ยกจิ กรรม 2.0 รวม คิดเป็นร้อยละ เกณฑ์การตัดสินผลคะแนน การผา่ นเกณฑ์ ต้องมีคะแนนเฉล่ยี ร้อยละ 80 คือ ไดค้ ะแนน 8 คะแนนขึ้นไป ไม่ผา่ นเกณฑ์ มคี ะแนนเฉลี่ยตา่ กว่ารอ้ ยละ 80 คือ ได้คะแนนนอ้ ยกว่า 8 คะแนน

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 41 เกณฑก์ ารประเมนิ ผลแบบฝึกทักษะการแก้โจทยป์ ญั หา ทกั ษะการแกโ้ จทย์ปัญหา คะแนน เกณฑก์ ารพิจารณา ขนั้ ที่ 1 ทาความเข้าใจปัญหา 1.0 เปลยี่ นปริมาณเปน็ สญั ลักษณ์ได้ถูกต้องชัดเจนทุกข้อ ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 0.5 เปลี่ยนปริมาณเป็นสญั ลกั ษณ์ได้ถูกต้องไม่ครบทุกข้อ 0 ไมต่ อบ หรือเปลยี่ นปรมิ าณเป็นสญั ลักษณ์ไม่ถูกต้อง ข้ันท่ี 3 ดาเนนิ การแกป้ ัญหา 1 กาหนดสตู รท่เี ลือกใช้ได้ถูกต้อง 0.5 กาหนดสูตรทเ่ี ลอื กใชไ้ ด้ถกู ต้องแต่ตอ้ งใหค้ าแนะนา ขนั้ ท่ี 4 ตรวจคาตอบ 0 กาหนดสตู รที่เลอื กใชไ้ มถ่ ูกตอ้ ง แทนค่าในสตู รและคิดคานวณเปน็ ไปตามลาดับขั้นตอน 2.0 ไดถ้ ูกต้องครบถว้ น แทนค่าในสตู รและคิดคานวณเปน็ ไปตามลาดับข้ันตอน 1.5 ไดถ้ ูกต้องครบถ้วนแต่ตอ้ งใหค้ าแนะนา แทนคา่ ในสตู รถกู ต้องแต่คดิ คานวณไม่เป็นไปตาม 1.0 ลาดับข้นั ตอนที่ถูกต้อง ไม่ครบถว้ นในบางครง้ั แทนคา่ ในสูตรถกู ต้องแตค่ ดิ คานวณไม่เป็นไปตาม 0.5 ลาดับข้นั ตอนท่ีถูกตอ้ ง ไม่ครบถ้วน ไม่ตอบ หรอื แทนค่าในสตู รผิดและคดิ คานวณไม่ 0 เป็นไปตามลาดับข้ันตอนทถ่ี ูกตอ้ ง คาตอบและหนว่ ยถูกต้อง ชัดเจน 1 คาตอบถกู ต้องแตห่ น่วยไม่ถูกตอ้ ง หรือไมช่ ัดเจน 0.5 ไม่ตอบ หรือคาตอบและหน่วยไม่ถูกต้อง 0

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเรว็ ของเสียง 42 เฉลยแบบฝกึ ทักษะการแกโ้ จทยป์ ัญหา เรอื่ ง ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเรว็ ของเสยี ง เฉลยแบบฝกึ ทักษะข้อท่ี 1 แหล่งกาเนิดคลืน่ เสียงสน่ั ดว้ ยความถี่ 170 เฮิรตซ์ ปล่อยเสียงออกไปในอากาศมอี ัตราเร็ว 340 เมตรตอ่ วินาที จงหาความยาวคลืน่ เสยี งท่อี อกจาแหลง่ กาเนิดนี้ วธิ ีทา ขนั้ ที่ 1 ทาความเข้าใจปัญหา 1. เขียนรปู ตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พิจารณาสงิ่ ที่โจทย์กาหนดให้แล้วเขียนออกมาในรูปของสัญลักษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปล่ียนเปน็ สญั ลักษณ์ แหล่งกาเนิดคลน่ื เสียงส่ันดว้ ยความถ่ี 170 เฮริ ตซ์ f  170 Hz หรือ 170 1/ s ปลอ่ ยเสยี งออกไปในอากาศมีอตั ราเร็ว 340 เมตรตอ่ วินาที v  340 m/ s 3. วิเคราะหส์ ่งิ ท่ีโจทย์ให้หา ข้อความจากโจทย์ เปลีย่ นเป็นสญั ลกั ษณ์ จงหาความยาวคลนื่ เสยี งท่อี อกจากแหลง่ กาเนิดนี้ ? ขัน้ ท่ี 2 วางแผนแกป้ ญั หา วิธกี ารทีใ่ ช้แกป้ ญั หา 4. เลอื กสตู ร หรือสมการ หาความยาวคล่นื ของเสียงจากสมการ v  f

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเร็วของเสียง 43 ขั้นท่ี 3 ปฏบิ ัติตามแผน นักเรียนแก้ปัญหาตามท่ีวางแผนไว้ในขั้นที่ 2 5. ดาเนนิ การโดยใช้ขนั้ ตอนทางคณิตศาสตร์ ด้วยการแทนคา่ ลงในสมการ หาความยาวของคลนื่ เสียง จากสมการ v  f แทนค่า 340 m / s  170 Hz จะได้ 340 m / s 170 1/ s   2m     2m ตอบ เสยี งมีความยาวคล่ืนเท่ากับ 2 เมตร ขนั้ ท่ี 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบคือ เสยี งมีความยาวคล่นื (  ) เท่ากับ 2เมตร ตรวจคาตอบ จากสมการ v  f แทนค่า 340 m / s  170 1/ s X 2 m จะได้ 340 m / s  340 m / s ผลลัพธ์ที่ได้มีค่าเท่ากันทั้งสองข้างของสมการ ดังน้ัน เสียงมีความยาวคลื่น เท่ากับ 2 เมตร จึงเปน็ คาตอบท่ีถูกตอ้ ง

ธรรมชาตขิ องเสยี งและอัตราเรว็ ของเสียง 44 เฉลยแบบฝึกทักษะข้อท่ี 2 แหล่งกาเนิดคลนื่ เสยี งส่ันด้วยความถ่ี173 เฮิรตซ์ ขณะน้นั อากาศมอี ณุ หภูมิ 298 เคลวนิ ความยาวคล่ืนเสยี งขณะนนั้ จะมคี า่ เท่าใด วิธที า ขัน้ ที่ 1 ทาความเข้าใจปญั หา 1. เขยี นรปู ตามสถานการณ(์ ถา้ มี) 2. พจิ ารณาสงิ่ ท่ีโจทย์กาหนดให้แลว้ เขียนออกมาในรูปของสัญลักษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลยี่ นเปน็ สญั ลักษณ์ แหลง่ กาเนิดคลืน่ เสียงสั่นด้วยความถี่ 173เฮิรตซ์ f  173 Hz หรอื 173 1/ s อากาศมีอุณหภมู ิ 298 เคลวิน T  298 K 3. วเิ คราะห์สิง่ ที่โจทย์ใหห้ า ข้อความจากโจทย์ เปล่ียนเปน็ สญั ลกั ษณ์ ความยาวคลนื่ เสียงขณะน้ันจะมคี ่าเทา่ ใด  ? ข้ันที่2 วางแผนแก้ปญั หา วิธีการที่ใชแ้ ก้ปัญหา 4. เลือกสตู ร หรือสมการ หาความยาวคลน่ื ของเสียงจากสมการ v  f แต่ยังไม่ทราบค่าของอัตราเร็วเสียง ( v ) ดังน้ันต้องหาค่าของอัตราเร็วเสียงก่อน โดย หาค่าของอัตราเรว็ เสียงไดจ้ ากสมการ v  3310.6t เมอ่ื ได้คา่ ของอัตราเรว็ เสียง ( v ) แล้วจึง นามาหาคา่ ความยาวคลน่ื เสียง (  )

ธรรมชาติของเสียงและอตั ราเรว็ ของเสียง 45 ขนั้ ที่ 3 ปฏิบัตติ ามแผน นักเรยี นแก้ปญั หาตามท่วี างแผนไวใ้ นขน้ั ท่ี 2 5. ดาเนนิ การโดยใชข้ ้นั ตอนทางคณิตศาสตร์ ดว้ ยการแทนคา่ ลงในสมการ หาอัตราเรว็ คลื่นเสยี ง vt  331  0.6t จากสมการ vt  331  0.6(298  273) แทนค่า vt  331  0.6(25) จะได้ vt  331 15 vt  346 m / s ดังนั้น หาความยาวคลื่นเสยี ง จากสมการ v  f แทนคา่ 346 m / s  173 1/ s  จะได้ 346 m / s   173 1/ s   2m ตอบ เสียงมีความยาวคลืน่ เทา่ กับ 2 เมตร ขน้ั ท่ี4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบ คือ เสียงมคี วามยาวคลื่น ( ) เท่ากบั 2เมตร ตรวจคาตอบ จากสมการ v  f แทนคา่ 346 m / s  173 1/ s 2 m จะได้ 346 m / s  346 m / s ผลลัพธ์ท่ีได้มีค่าเท่ากันทั้งสองข้างของสมการ ดังน้ัน เสียงมีความยาวคล่ืน เทา่ กบั 2 เมตร จงึ เป็นคาตอบท่ถี ูกต้อง

ธรรมชาติของเสยี งและอัตราเร็วของเสียง 46 เฉลยแบบฝกึ ทักษะข้อที่ 3 ขณะท่ีอุณหภูมิของอากาศมีค่าเท่ากับ 0 องศาเซลเซียส คลื่นเสียงมีความถี่ 160 เฮิรตซ์ ความยาวคลื่น 2 เมตร ถ้าอุณหภูมิเปน็ 273 องศาเซลเซยี ส คล่ืนเสียงจะมอี ตั ราเรว็ เท่าใด วธิ ที า ข้ันที่ 1 ทาความเข้าใจปัญหา 1. เขยี นรูปตามสถานการณ(์ ถ้ามี) 2. พจิ ารณาสิง่ ท่ีโจทย์กาหนดให้แล้วเขียนออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลยี่ นเปน็ สญั ลกั ษณ์ ขณะท่ีอณุ หภูมขิ องอากาศมคี า่ เท่ากับ 0 องศาเซลเซยี ส คลื่นเสยี งมีความถ่ี160 เฮริ ตซ์ T1  0 C ถ้าอณุ หภมู ิเป็น 273องศาเซลเซียส ความยาวคล่ืน 2เมตร f  160 Hz หรอื c T2  273C  2 m 3. วิเคราะหส์ ิ่งที่โจทย์ให้หา ขอ้ ความจากโจทย์ เปลยี่ นเปน็ สัญลักษณ์ มีอตั ราเรว็ เท่าใด v2  ? ขน้ั ที่2 วางแผนแก้ปญั หา วิธกี ารทใี่ ชแ้ ก้ปัญหา 4. เลือกสตู ร หรือสมการ หาอตั ราเร็วของคล่ืนเสยี งจากสมการ v2  T2 v1 T1 แตย่ งั ไมท่ ราบคา่ v1 ซง่ึ สามารถหาไดจ้ ากสมการ v  f

ธรรมชาติของเสียงและอัตราเร็วของเสียง 47 ขน้ั ที่ 3 ปฏบิ ตั ิตามแผน นักเรียนแกป้ ัญหาตามทีว่ างแผนไวใ้ นขัน้ ที่ 2 5. ดาเนินการโดยใชข้ นั้ ตอนทางคณติ ศาสตร์ ดว้ ยการแทนค่าลงในสมการ หาอตั ราเรว็ คล่นื เสียง จากสมการ v2  T2 T1 v1 แทนคา่ v2  T2 T1 f จะได้ v2  273  273 K (160 1/ s)(2 m) 273  0 K v2  546 K 320 m / s 273 K v2  2 320 m / s v2  (320 m / s) 2 v2  452.48 m / s ตอบ อัตราเรว็ ของเสียงในก๊าซนนั้ จะเปน็ 452.48เมตรต่อวินาที ขน้ั ที่ 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6. คาตอบ คือ อตั ราเรว็ ของเสียง ( v2 ) มีคา่ เทา่ กับ 452.48 เมตรต่อวนิ าที ตรวจคาตอบ จากสมการ v2  T2 T1 v1 แทนค่า 452.48 m / s  273  273 K 273  0 K 320 m / s 452.48 m / s  546 K 273 K 320 m / s 1.414  2 จะได้ 1.414  1.414 ผลลัพธ์ท่ีได้มีค่าเท่ากันท้ังสองข้างของสมการ ดังน้ัน อัตราเร็วของเสียงในก๊าซ เทา่ กับ 452.48 เมตรต่อวนิ าที จึงเป็นคาตอบทถี่ กู ต้อง

ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสียง 48 เฉลยแบบฝึกทักษะขอ้ ท่ี 4 แก๊สฮีเลียมมีความหนาแน่น0.179 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร มีค่าคงที่สาหรับแก๊ส เท่ากับ 1.67 ที่ความดนั 1 บรรยากาศ และอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสอัตราเรว็ เสียงเม่ือเคล่ือนที่ผ่าน แก๊สฮีเลยี มนี้เปน็ เท่าใด วธิ ีทา ขั้นท่ี 1 ทาความเขา้ ใจปญั หา 1. เขยี นรปู ตามสถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาสง่ิ ท่ีโจทย์กาหนดให้แลว้ เขียนออกมาในรปู ของสัญลกั ษณ์ ข้อความจากโจทย์ เปลย่ี นเป็นสญั ลกั ษณ์ แก๊สฮีเลยี มมีความหนาแนน่ 0.179 กโิ ลกรัมตอ่ ลกู บาศกเ์ มตร ค่าคงท่ีสาหรบั แก๊สเทา่ กบั 1.67   0.179 kg / m3 ความดนั 1บรรยากาศ   1.67 อณุ หภมู ิ 0องศาเซลเซยี ส P 1.013105 N / m2 t 0 ºC 3. วิเคราะหส์ ่งิ ท่ีโจทย์ใหห้ า ขอ้ ความจากโจทย์ เปลีย่ นเป็นสญั ลกั ษณ์ อตั ราเร็วเสยี งเม่ือเคลือ่ นท่ผี า่ นแกส๊ ฮเี ลยี มนีเ้ ปน็ เทา่ ใด v? ขนั้ ที่ 2 วางแผนแกป้ ญั หา วธิ ีการทใ่ี ชแ้ กป้ ญั หา 4. เลอื กสูตร หรอื สมการ เลือกสมการที่สัมพนั ธ์กับสถานการณ์คอื v  P 

ธรรมชาติของเสยี งและอตั ราเรว็ ของเสียง 49 ขนั้ ท่ี 3 ปฏิบัติตามแผน นกั เรยี นแก้ปัญหาตามทีว่ างแผนไว้ในขน้ั ท่ี 2 5. ดาเนนิ การโดยใชข้ ้นั ตอนทางคณติ ศาสตร์ ด้วยการแทนคา่ ลงในสมการ หาอตั ราเรว็ คลนื่ เสียง จากสมการ v P  แทนค่า v  1.67 1.013105 N / m2 0.179 kg / m3 v  945089.385 ดังน้ัน v  971.60 m / s ตอบ อตั ราเรว็ เสยี งเมือ่ เคลอื่ นที่ผ่านแกส๊ มีค่าเทา่ กบั 971.60 เมตรตอ่ วนิ าที ขัน้ ท่ี 4 ตรวจสอบคาตอบ ตอบคาถามทบทวนสถานการณ์ 6.คาตอบ คือ อตั ราเร็วเสยี งเม่ือเคลื่อนทผ่ี า่ นแก๊ส เทา่ กบั 971.60 m/s ตรวจคาตอบ จากสมการ v  f แทนคา่ 346 m / s  692Hz 0.5m จะได้ 346 m / s  346 m / s ผลลัพธ์ที่ได้มีค่าเท่ากันท้ังสองข้างของสมการ ดังน้ัน อัตราเร็วเสียงเม่ือเคล่ือนที่ ผ่านแก๊สมคี ่าเทา่ กับ 971.60 เมตรต่อวนิ าที จึงเปน็ คาตอบท่ีถูกตอ้ ง

ธรรมชาตขิ องเสียงและอัตราเร็วของเสียง 50 คาชี้แจงการให้คะแนน 1. ในการทาแบบฝึกทักษะการแกโ้ จทยป์ ัญหา จะมีตารางการให้คะแนน ใหน้ ักเรียนกรอกคะแนนดว้ ยตนเอง 2. เมื่อนักเรียนทาแบบฝึกทักษะการแก้โจทย์ปัญหาเสร็จแล้วให้นักเรียน ประเมนิ คะแนนใหก้ ับตนเอง แล้วกรอกคะแนนในแตล่ ะรายการลงในตารางการให้คะแนน