ใบความรู้ ที่ 1 ฟิสิกส์ 1 ม.4 ห้อง1

ใบความรทู ี่ 1 วชิ า ฟสกิ ส 1 รหัสวิชา ว 31201 ชนั้ มัธยมศึกษาปที่ 4 เวลา 2 คาบ เรอื่ ง ธรรมชาตทิ างฟสกิ ส ปริมาณและหนวย 1. วทิ ยาศาสตร ฟสกิ ส และเทคโนโลยี วิชาวิทยาศาสตร คือ วิชาทเ่ี นนศึกษาเกี่ยวกับส่งิ ตางๆ ปรากฏการณตาง ๆ ในธรรมชาติ วิชา วทิ ยาศาสตร แบงออกไดเปน 2 สาขาหลัก คอื 1. วิทยาศาสตรชวี ภาพ (biological science) คอื การศึกษาเฉพาะสวนทีเ่ กี่ยวกับสิ่งมีชีวติ เชน พชื และสัตว 2. วทิ ยาศาสตรกายภาพ (physical science) คือ การศึกษาเกีย่ วกับส่งิ ไมมีชีวิต เชน ฟสิกส เคมี ธรณวี ทิ ยา และดาราศาสตร เปนตน 1.1 การคนควาหาความรูทางวทิ ยาศาสตร มีวิธีการ 2 ทาง 1. ไดมาจากการสังเกตปรากฏการณธรรมชาติ และจากการทดลองในหองปฏิบัติการ โดยใช เครอื่ งมอื ตาง ๆ กนั เทาทน่ี ักวิทยาศาสตรสามารถจะทําได แลวรวบรวมขอมูลมาวิเคราะหแปลความหมาย และ สรปุ ผลขอสรุปที่ไดนอี้ าจนาํ ไปสูทฤษฎี ถาทฤษฎีน้ีสามารถอธิบายปรากฏการณธรรมชาติทเี่ กยี่ วของไดทุกครงั้ ทฤษฎีดังกลาวจะพัฒนาไปเปนกฎ 2. ไดจากการจินตนาการโดยการสรางแบบจําลอง (Model) ทางความคิด โดยใชหลักการทาง วทิ ยาศาสตร เพ่ือนําไปสูการสรปุ เปนทฤษฎี และมกี ารทดลองเพื่อตรวจสอบทฤษฎีนัน้ ๆ ทฤษฎีหรือกฎตางๆ ทางวิทยาศาสตรที่ไดมาจากที่ไดกลาวไวขางตน จะตองอาศัยขอมูลที่ละเอียด และแมนยํา ซ่ึงจะตองขนึ้ อยูกับขีดจํากัดของการสังเกต และประสิทธิภาพของเคร่ืองมือวัด จึงทําใหวิชา วิทยาศาสตรมีขอบเขต 1.2 วิชาฟสิกส วิชาฟสิกส เปนวิชาวิทยาศาสตรกายภาพสาขาหนึ่งทเ่ี นนศึกษาเกีย่ วกบั ปรากฏการณธรรมชาติ เชน ศึกษาเก่ยี วกับ การเคล่ือนที่ มวล แรง พลังงาน โมเมนตัม ความรอน คลื่น แสง เสยี ง ไฟฟา และแมเหล็ก เปนตน โดยท่ีวชิ าฟสกิ สเปนวิทยาศาสตรที่เนนการศึกษาเชงิ ปริมาณ ขอมูลทไ่ี ดจากการศึกษาทางดานฟสกิ สถูกแบงออกเปน 2 ประเภท คอื 1. ขอมูลเชิงคุณภาพ (Qualitative Data) เปนขอมูลท่ีไดจากการสังเกตตามขอบเขตการรับรู เชน รส, รปู , กลน่ิ และสี เปนตน ซง่ึ ขอมูลเชิงคุณภาพเปนขอมลู ท่ีวัดไมได 2. ขอมูลเชิงกายภาพ (Quantitative Data) เปนขอมลู ท่ีไดจากการวัดปริมาณตางๆ ของระบบท่เี รา กาํ ลงั ศึกษาโดยใชเครอ่ื งมือวัดและวิธีวัดที่ถูกตอง ทาํ ใหไดขอมลู ออกมาเปนเชงิ ตัวเลข เชน ระยะทาง เวลามวล และอุณหภูมิ เปนตน 1.3 เทคโนโลยี เทคโนโลยเี ปนการพัฒนาวธิ ีการในการสราง หรือการผลติ สงิ่ ตาง ๆเพื่ออาํ นวยความสะดวกแก มนษุ ยโดยตรง

2. ปริมาณทางฟสกิ ส (Physical Quantity) และหนวย (Unit) องคการระหวางชาติเพื่อการมาตรฐาน (ISO หรือ International Organization for Standardization) ไดกําหนดระบบหนวยมาตรฐาน คือ ระบบเอสไอ (SI Unit) ใหทุกประเทศใชกนั ทั่วโลก แบงเปน 3 สวน คอื 2.1 หนวยฐาน (Base Unit) คือ ปริมาณขัน้ ตนทจี่ ําเปนตอการอธิบายปรากฏการณทางฟสิกส มี 7 ปริมาณ ดงั ตาราง ปริมาณกายภาพ หนวย สญั ลกั ษณ ความยาว (Length) เมตร (meter) m มวล (Mass) กโิ ลกรัม (kilogram) kg เวลา (Time) วนิ าที (second) s กระแสไฟฟา (Electric Current) แอมแปร (ampere) A อณุ หภูมิอุณหพลวตั ิ เคลวิน (kelvin) K ปริมาณสาร โมล (mole) mol ความเขมของการสองสวาง แคนเดลา (candela) cd 2.2 หนวยอนุพันธ (Derived Unit) คือ ปริมาณที่เกดิ ขึน้ จากการนําหนวยฐานมารวมกัน แสดงตัวอยาง ดังตาราง ปรมิ าณอนุพัทธ หนวย สญั ลักษณ ความเรว็ (Velocity) เมตรตอวนิ าที m/s ความเรง (Acceleration) เมตรตอวนิ าที2 m /s2 N แรง (Force) นวิ ตนั J งาน พลงั งาน (Work) จูล W กาํ ลงั (Power) วัตต Kg. m/s โมเมนตัม กโิ ลกรัมเมตร/วนิ าที ความดัน (Pressure) พาสคาล Pa ความถี่ (Frequency) เฮริ ตซ Hz 2.3 หนวยเสรมิ (Supplementary Units) 1. เรเดียน (Radian ; rad) เปนหนวยวัดมุมในระนาบโดย มุม 1 เรเดียน คือ มุมทจ่ี ุดศูนยกลาง ของมุมทร่ี องรับความยาวของสวนโคงท่มี ีความยาวเทากับรัศมี 2. สเตอเรเดยี น (Steradian ; sr) เปนหนวยวดั มมุ ตนั โดยมมุ 1 สเตอเรเดยี น คือ มมุ ที่จุด ศูนยกลางของทรงกลมท่ีรองรบั พืน้ ที่ผิวโคง ทมี่ ีพืน้ ท่เี ปนสี่เหลี่ยมจตั ุรัสท่ีมีความยาวดานเทากับรัศมี

จากนิยาม มมุ รอบจุดศูนยกลางของวงกลมมีขนาด 2π เรเดยี น เปนหนวยมมุ ระนาบ มุมรอบจุดศนู ยกลางทรงกลมมขี นาด 4π สเตอเรเดียน เปนหนวยมมุ 3 มิติ 3. คําอปุ สรรค (Prefixes) คําอปุ สรรค คือ คาํ ท่ีใชแทนตัวพหคุ ณู ท่ีอยูหนาหนวยฐานหรอื หนวยอนุพนั ธท่ีมคี ามากเกินไปหรือ นอยเกินไป เม่ือคาในหนวยฐานหรือหนวยอนุพัทธนอยหรอื มากเกนิ ไปเราอาจเขยี นคานัน้ อยูในรูปตัวเลขคูณ ดวยตัวพหุคูณ (ตัวพหุคูณ คือ เลขสบิ ยกกาํ ลังบวกหรอื ลบ) ได เชน ระยะทาง 0.002 เมตร เขยี นเปน 2 × 10-3 ตัวพหคุ ูณ 10-3 เขยี นแทนดวยคําอุปสรรคมลิ ลิ (m) ดังนัน้ ระยะทาง 0.002 เมตร อาจเขียนไดว่า 2 มิลลเิ มตร คําอุปสรรคที่ใชแทนตัวพหคุ ูณและสัญลักษณแสดงไดดังตาราง คาํ อปุ สรร สญั ลกั ษณ ตัวพหุคณู คําอปุ สรร สญั ลกั ษณ ตวั พหคุ ณู คเทอรา T 10 12 ค พโิ ค P 10 -12 G นาโน n 10 - 9 จกิ ะ 109 M 10 6 ไมโคร µ 10 – 6 เมกะ 10 3 m k 10 2 มลิ ลิ 10 – 3 กโิ ล c h 10 เซนติ 10 – 2 เฮกโต d da เดซิ 10 - 1 เดคา 3.1 การบันทึกขอมลู ที่มีคามากหรือนอย ในวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี บอยคร้ังที่ตองเกี่ยวของกับเลขจํานวนที่มีคานอยๆ หรือมีคามากๆ การเขยี นเลขจํานวนดงั กลาวตามวิธีปกติมักไมคอยสะดวก ตัวอยางเชน ความยาวของคล่นื แสงสีแดง = 0.00000076 เมตร อัตราเรว็ ของแสงในสุญญากาศ = 300 000000 เมตร/วินาที ความถี่ของแสงสีแดง = 390 000 000 000 000 เฮริ ตซ เพอ่ื หลีกเล่ยี งการเขียนเลขหลายๆ ตวั จึงนยิ มเขยี นเลขจาํ นวนนัน้ ใหกะทัดรัด โดยอาศัยเลขยกกาํ ลัง ของฐาน 10 เชน 10 = 101 0.1 = 10-1 100 = 102 0.01 = 10-2 10000 = 103 0.001 = 10-3 10000 = 104 0.0001 = 10-4 ขอควรจํา 102 = 102������10−2 = 102−2 = 100 = 1 102

ตวั อยางที่ 1 จงเขียนเลขจาํ นวนตอไปนี้ใหอยูในรปู เลขยกกําลงั 1) 0.063 ; 0.063 = 6.3 × 10-2 2) 2575 ; 2575 = 2.575 × 103 3) 0.06031 ; 0.06031 = 6.031 × 10-2 ขอสังเกต คาํ ตอบในขอ 1 เลขชี้กําลังของ 10 ตรงกบั จํานวนตําแหนง ทศนิยมที่ตองเลื่อนไปจากตําแหนงเดิม ถาจุดทศนิยมเลื่อนไปทางขวา เลขชี้กําลังเปนลบ ถาจุดทศนิยมเลื่อน ไปทางซาย เลขช้ีกาํ ลังเปนบวก การเปลย่ี นจาํ นวนท่ีอยใู นรปู เลขยกกําลังมาเปนการเขยี นแบบปกติ ใชเลขช้ีกําลงั ของ 10 เปนตัวบอก ตําแหนงของทศนิยม ถาเลขช้ีกาํ ลังเปนบวก ใหเลื่อนจุดทศนิยมไปทางขวา ถาเลขชี้กาํ ลังเปนลบ ใหเลื่อนจุด ทศนยิ มไปทางซาย ศึกษาจากตวั อยางที่ 2 ตวั อยางท่ี 2 จงเปล่ียนเลขจํานวนตอไปนี้ ใหอยูในรูปปกติ 1) 7.42 × 105 ; 7.42 × 105 = 742 000 2) 4.53 × 10-4 ; 4.53 × 10-4 = 0.000 453 3) 2.613 × 108 ; 2.613 × 108 = 216 000 000 3.2 การเปล่ียนหนวย ตัวอยางที่ 3 เสนผมมีเสนผานศนู ยกลาง 0.0005 เมตร มคี ากีม่ ิลลิเมตร วิเคราะหโจทย เปลี่ยนหนวยจาก เมตร (m) เปนมลิ ลิเมตร (mm) เสนผมเสนผานศูนยกลาง 0.0005 m = 5 x 10- 4 m วิธีคดิ คอื ������ (มิลลิ) คอื 10−3 ให้นำ 103 คณู ท้ัง เศษและส่วน ดงั นี้ จากสตู ร หนวยทีเ่ ปลี่ยนได้ = 5������10−4������103 ������ 103 =5������10−1������ 10−3 ������ => เมือ่ 10−3 คอื ������ (มิลลิ) => ������������ อา่ นว่า มิลลิเมตร =5������10−1������������ =0.5 ������������ ดงั นัน้ เสนผมมีเสนผานศูนยกลาง 0.5 มิลลิเมตร

ตวั อยางที่ 4 ระยะทาง 5,600,000,000 เมตร มีคาก่ีเมกะเมตร วเิ คราะหโจทย เปล่ียนหนวยจาก เมตร (m) เปนเมกะเมตร (Mm) ระยะทาง 5,600,000,000 m = 5.6× 109 เมตร วิธคี ดิ คือ ������ (เมกกะ) คอื 106 ให้นำ 10−6 คณู ทง้ั เศษและส่วน ดงั นี้ จากสตู รหนวยที่เปลย่ี นได้ = 5.6 ������ 109������10−6 ������ 10−6 *****(ตัวเศษ นำเลขชก้ี ำลงั มาบวกกัน จะเหลอื ������������������������������ และกลบั ตัวสว่ นขึ้นมาคูณ เปลี่ยนเลขชก้ี ำลงั จาก + กลายเป็น - หรอื จาก - กลาย เป็น + จากสมการ เปล่ยี นจาก 10−6 เปน็ 106) = 5������103������ 106 ������ => เม่อื 106 คอื ������ (เมกกะ) = 5������103 ������������ => ������������ อา่ นวา่ เมกกะเมตร ดังน้ัน ระยะทางมคี า 5,600 เมกะเมตร ตัวอยางที่ 5 จงเปลี่ยนพน้ื ที่ 1 ตารางเซนตเิ มตร ใหเปนตารางเมตร วเิ คราะหโจทย เปล่ียนพืน้ ท่ี 1 cm2 ใหเปน m2 ซง่ึ เปนหนวยกาํ ลังสอง หลักการคลายกบั การเปล่ียนหนวยกาํ ลังหน่ึง โดยหนวยทุกตวั ตองยกกาํ ลงั สอง จาก 1 cm2 = 1 (cm)2 = 1 c2m2 => ยกกำลังสองทั้ง c และ m = 1 × (10-2)2 m2 => เม่ือ c = 10-2 = 1 × 10- 4 m2 ดังนน้ั 1 ตารางเซนตเิ มตรมี คาเปน 10-4 ตารางเมตร หรือ 0.0004 ตารางเมตร

ใบงานท่ี 1 (K) วชิ า ฟสกิ ส 1 รหัสวิชา ว 31201 ชน้ั มัธยมศึกษาปที่ 4 เร่ือง ธรรมชาติทางฟสิกส ปรมิ าณและหนวย เวลา 2 คาบ ชอื่ …..................................................................................ชนั้ ม.4/…........................เลขท…ี่ .............. คําชี้แจง ใหเติมขอความหรือความหมายของคาํ ตอไปนใ้ี หสมบูรณ 1. วชิ าวิทยาศาสตร คอื ........................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ 2. วชิ าวทิ ยาศาสตร สามารถแบงออกเปน................สาขาหลัก ไดแก ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 3. กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร สามารถแบงออกเปน....................ขั้นตอน ไดแก ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 4. เทคโนโลยี คือ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................... 5. วทิ ยาศาสตร และเทคโนโลยี มีความสัมพนั ธกนั อยางไร ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 6. หนวยฐาน คอื ....................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ 7. หนวยอนพุ นั ธ คอื ................................................................................................................................. 8. หนวยเสริม ประกอบดวยหนวย .....................หนวย ไดแก ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 9. คาํ อุปสรรค คือ ..................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................

10. คาํ อปุ สรรคทแี่ ทนตัวพหุคณู มีท้งั หมด..........................คา ไดแก ตวั พหุคูณ คาํ อปุ สรรค ตัวพหุคูณ คาํ อุปสรรค 11. ตามแนวคิดของนักเรยี นสามารถนําความรูเร่ือง การเปลี่ยนหนวยไปใชประโยชนในดานใดบาง ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 12. ตามแนวคดิ ของนกั เรยี น วทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยมี ีบทบาทในชีวติ ของนักเรยี นอยางไร ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ .

แบบฝกทกั ษะที่ 1 (P) วชิ า ฟสกิ ส 1 รหัสวิชา ว 31201 ช้นั มธั ยมศึกษาปที่ 4 เร่อื ง ธรรมชาติทางฟสิกส ปริมาณและหนวย เวลา 2 คาบ ชอื่ ..........................................................................................ชน้ั ม.4/.................เลขท.่ี ................... คําชีแ้ จง จงแสดงวธิ ที าํ อยางละเอยี ด 1. วตั ถมุ วล 500 กรัม มคี ากี่กิโลกรมั , กี่ไมโครกรัม, กมี่ ิลลิกรัม จงหาคาํ ตอบ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ระยะทาง 90 กโิ ลเมตร มีคากี่เมตร, กี่นาโนเมตร จงหาคําตอบ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. เรือลําหน่งึ แลนดวยความเร็ว 72 กโิ ลเมตร/ชั่วโมง มีคากี่เมตร/วนิ าที ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4. พน้ื ที่ 1 ตารางเมตร มีคากีต่ ารางเซนติเมตร ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. จงทาํ จํานวนตอไปน้ีใหอยูในรูปเลขช้ีกําลัง 5.1 1000 = ……………………………… 5.2 360000 = ….…. ………………………… = ….…. ………………………… 5.3 0.004 5.4 0.0953 = ….…. ………………………… …..