หน่่วยที่ 2 หน่วยและการวัด

หน่วยที่ 2 หน่วยและการวดั 79 หนว่ ยท่ี 2 หนว่ ยและการวดั สาระสาคัญ วิทยาศาสตร์เป็นการศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติ โดยอาศัยการสังเกต การวัดปริมาณ การจดบันทึก เพื่อนามาสรุปเป็นกฎและทฤษฎี โดยเฉพาะการวัดทาให้ได้ข้อมูล เชิงปริมาณ การวัดเป็นการเปรียบเทียบปริมาณต่างๆ กับค่ามาตรฐาน ผลของการวัดประกอบด้วย ตัวเลข (แทนปริมาณ) และหน่วย ในการวัดจะมีความคลาดเคลื่อนหรือความไม่แน่นอนเสมอ แต่ต้องเป็นความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ ผลการวัดอาจแสดงได้ในรูปแบบของค่าปริมาณที่ถูกวัด เพียงค่าเดียว ดังนั้นมาตรฐานหรือส่ิงอ้างอิงต้องมีความเชื่อมั่นสูงและเป็นมาตรฐาน ซึ่งในปัจจุบัน ใช้ระบบหน่วยระหว่างชาติ (SI Unit) และระบบหน่วยอื่นที่ยังนิยมใช้กันอยู่ เช่น ระบบอังกฤษ ระบบเมตริก เรอื่ งที่จะศึกษา 2.1 การวัด 2.2 หน่วยการวดั จุดประสงคเ์ ชงิ พฤติกรรม 1. บอกความหมายของการวดั ได้ 2. เลอื กใช้เครอ่ื งมอื วัดปริมาณตา่ งๆได้ 3. บอกประเภทการแสดงผลของเครื่องมือวดั ได้ 4. อธิบายวิธีการอ่านเครื่องมือวดั ได้ 5. บอกสาเหตุคลาดเคล่ือนของการวดั ได้ 6. บนั ทกึ ผลการวัดพร้อมระบคุ า่ ความคลาดเคล่อื นได้ 7. ยกตัวอย่างหนว่ ยในระบบหน่วยวดั ท่นี ิยมใช้กนั อยู่ในปจั จุบันได้ 8. บอกสัญลกั ษณ์คาอุปสรรคได้ 9. คานวณการเปล่ียนหนว่ ยได้ 10. มคี ณุ ธรรม จริยธรรม ลกั ษณะทพี่ งึ ประสงค์ โดยบรู ณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง

หน่วยที่ 2 หน่วยและการวดั 80 แบบทดสอบกอ่ นเรยี น วชิ า วทิ ยาศาสตร์เพอ่ื พฒั นาทักษะชวี ติ หน่วยที่ 2 ช่อื หนว่ ย หน่วยและการวัด จานวน 20 ข้อ คะแนนเต็ม 10 คะแนน เวลา 30 นาที คาชแ้ี จง ใหผ้ ูเ้ รียนทาเครอื่ งหมาย X ทบั ตวั อกั ษร ก ข ค ง หรอื จ ที่เหน็ วา่ ถกู ทส่ี ุดเพียงคาตอบเดยี ว 1. การวดั มคี วามหมายตรงกับข้อใด ก. การอ่านคา่ ปรมิ าณมาตรฐาน ข. การเลือกเคร่ืองปรมิ าณมาตรฐาน ค. การเปรยี บเทยี บปรมิ าณทต่ี ้องการกับปริมาณมาตรฐาน ง. การเลอื กเครือ่ งมือปรมิ าณมาตรฐานและการอ่านคา่ ปริมาณมาตรฐาน จ. การเปรียบเทยี บปรมิ าณมาตรฐาน เครื่องมือมาตรฐาน และการอา่ นค่าปรมิ าณมาตรฐาน 2. ขอ้ ใดเปน็ องค์ประกอบของการวัด ก. เครอ่ื งมือ วิธกี าร ข. เคร่อื งมือ วิธีการ ปรมิ าณ ค. เคร่ืองมอื หนว่ ย หนว่ ยเสริม ง. เครือ่ งมอื วธิ กี าร ปรมิ าณ หน่วย จ. เครอื่ งมอื วิธกี าร ความถนัด ปรมิ าณ หน่วย 3. ข้อใด ไมใ่ ช่ วธิ กี ารแกไ้ ขความคลาดเคลือ่ นท่ีเกิดจากการวดั ก. ศึกษาและฝึกทกั ษะการวดั ท่ีถูกต้อง ข. วดั หลายๆ ครั้ง แล้วหาคา่ เฉลยี่ ค. เลือกใชเ้ ครือ่ งมือทีไ่ ดม้ าตรฐานนา่ เช่ือถือ ง. ใชเ้ ครอื่ งมอื ช้ินเดียวกันน้ันจนจบการศึกษา จ. เลือกเครื่องมอื ให้ถกู ต้องกบั ปรมิ าณทีต่ ้องการวดั 4. เครื่องมอื วดั ในปัจจบุ ันแสดงผลอยูใ่ นรูปแบบใด ก. แบบอนุพัทธ์ แบบหนว่ ย ข. แบบหนว่ ย แบบตวั เลข ค. แบบตัวเลข แบบสเกล ง. แบบสเกล แบบอนุพทั ธ์ จ. แบบตวั เลข แบบอนุพทั ธ์ 5. เครอ่ื งมือในข้อใดเหมาะสมในการใช้วดั ความยาวของห้องเรยี น ก. สายวดั ข. เวอรเ์ นยี ร์ ค. ไมเ้ มตร ง. ไม้บรรทดั จ. ตลบั เมตร

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวดั 81 6. ความคลาดเคลอื่ นของการวดั มสี าเหตุมาจากสิ่งใด ก. ผู้ทาการวดั ข. วัตถทุ ีต่ ้องการวัด ค. หนว่ ยอนุพัทธ์ ง. คาอปุ สรรค จ. ระบบการวดั 7. การอ่านค่าจากเครอื่ งวัดแบบขีดสเกลทถ่ี ูกต้องควรทาอย่างไร ก. สายตาตงั้ ฉากกบั ระนาบของสเกล ข. สายตาเฉยี งไปทางซ้ายของระนาบสเกล ค. สายตาเฉียงไปทางขวาของระนาบสเกล ง. สายตาตั้งฉากแลว้ เฉียงไปทางขวาของระนาบสเกล จ. วดั ตามความถนดั ของผูท้ าการวัด รูปตอ่ ไปน้ีใช้ตอบคาถามข้อ 8 - 9 cm 8. จากรปู มคี วามละเอยี ดของการวัดตรงกับข้อใด ก. 0.1 cm ข. 0.3 cm ค. 0.01 cm ง. 0.03 cm จ. 0.001 cm 9. จากรูปในข้อ 8 ผลจากการวดั ความยาวเครื่องหมายลูกศรควรจดบนั ทึกตามข้อใด ก. 6.3 cm ข. 6.35 cm ค. 6.3 ± 0.1 cm ง. 6.35 ± 0.1 cm จ. 6.35 ± 0.01 cm 10. ขอ้ ใดคอื หนว่ ยวดั ระบบเมตริก ก. มวล มหี นว่ ย กรมั ข. มวล มหี นว่ ย กิโลกรมั ค. ความยาว มีหน่วย เมตร ง. ความยาว มหี น่วย กิโลเมตร จ. เวลา มีหนว่ ย นาที

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด 82 11. ระบบอังกฤษ มีหนว่ ยวัดความยาว มวลและเวลา ตรงขอ้ ใด ก. ฟุต ปอนด์ วินาที ข. เมตร กรมั วินาที ค. เมตร กโิ ลกรมั ชว่ั โมง ง. เซนตเิ มตร กรัม วินาที จ. กโิ ลเมตร กิโลกรมั วนิ าที 12. หน่วยทย่ี อมรบั กันเปน็ มาตรฐานสากลคือหน่วยในระบบใด ก. ระบบอียู ข. ระบบอนุพทั ธ์ ค. ระบบเอสไอ ง. ระบบเมตรกิ จ. ระบบอังกฤษ 13. ขอ้ ใด ไม่ใช่ หนว่ ยฐานในระบบ SI ก. นาที ข. เคลวิน ค. เมตร ง. กโิ ลกรมั จ. แอมแปร์ 14. µm มีความหมายตรงกบั ข้อใด ก. มิลลเิ มตร ข. นาโนเมตร ค. เซนติเมตร ง. เมกกะเมตร จ. ไมโครเมตร 15. หน่วยวัดมมุ 360˚ ตรงกับขอ้ ใด ก. π เรเดยี น ข. 2π เรเดียน ค. 3π เรเดยี น ง. 4π เรเดียน จ. 5π เรเดียน 16. K เปน็ สัญลักษณ์ของปริมาณใด ก. เวลา มีหน่วยเป็น วนิ าที ข. อุณหภูมิ มีหน่วยเปน็ เคลวนิ ค. กระแสไฟฟา้ มหี น่วยเป็น แอมแปร์ ง. ความเขม้ สอ่ งสวา่ ง มหี นว่ ยเปน็ แคนแดลา จ. กาลัง มหี นว่ ยเป็น วตั ต์

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด 83 17. ข้อใดเปน็ หนว่ ยอนุพัทธข์ องระบบ SI ก. ฟตุ /วินาที ข. เมตร/วนิ าที ค. ลกู บาศก์นวิ้ ง. ปอนด/์ ตารางน้วิ จ. เซนตเิ มตร/วินาที 18. 400 กโิ ลเมตร เท่ากบั กม่ี ิลลิเมตร ก. 4 x 10-3 มลิ ลิเมตร ข. 4 x 10-8 มิลลเิ มตร ค. 4 x 106 มิลลเิ มตร ง. 4 x 108 มิลลเิ มตร จ. 4 x 1010 มิลลเิ มตร 19. 3 จกิ ะวัตต์ มคี ่าเทา่ กับกวี่ ัตต์ ก. 3 x 106 วัตต์ ข. 3 x 109 วตั ต์ ค. 3 x 1012 วัตต์ ง. 3 x 1015 วัตต์ จ. 3 x 1018 วัตต์ 20. 8  106 วตั ต์ มีค่าตรงกับข้อใด ก. 8 เมกะวตั ต์ ข. 8 มิลลิวัตต์ ค. 8 ไมโครวัตต์ ง. 8 กโิ ลวัตต์ จ. 8 เฮกโตวัตต์

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด 84 การดารงชีวิตของมนุษย์จะเก่ียวข้องกับปริมาณ และเคร่ืองวัดปริมาณ ซึ่งจะต่างกันไป ในแต่ละสาขาอาชีพ เช่น พ่อค้าแม่ค้าในตลาดสดใช้เครื่องชั่งสาหรับช่ังสินค้าขาย ชาวสวนใช้เคร่ืองมือ วัดความหวานของผลไม้ กุ๊กทาอาหารใช้ถ้วยตวงสาหรับตวงวัตถุดิบตามส่วนผสม นักวิทยาศาสตร์ ใช้เทอร์มอมิเตอร์สาหรับวัดอุณหภูมิ แพทย์พยาบาลใช้เครื่องมือวัดต่างๆ ในการดูแลรักษาผู้ป่วย เช่น เคร่ืองวัดอัตราการเต้นของหัวใจ เครื่องวัดความดันโลหิต เครื่องวัดปริมาณสารต่างๆ ในเลือด เป็นต้น การเรียนสายอาชีพผ้เู รียนต้องเรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องมือวดั ต่างๆ เพ่อื ให้เกิดทักษะในการการประกอบอาชีพ ในอนาคต โดยเฉพาะเครื่องมือวัดท่ีจาเป็นต้องใช้ในสาขาอาชีพท่ีเรียน การวัดและวิธีการวัดจึงเป็นความรู้ และทักษะพ้ืนฐานท่ีทุกคนต้องรู้ เนื่องจากการวัดปริมาณต่างๆ จะเกี่ยวข้องกับการดารงชีวิตของคนเรา ตลอดเวลา 2.1 การวัด การวัด (Measuring) หมายถงึ การเลือกและการใช้เครื่องมือ เพื่อระบุขนาดของปริมาณวัตถุ ท่นี ามาวดั โดยเปรยี บเทยี บกบั ปริมาณมาตรฐานไดอ้ ย่างเหมาะสมและถกู ต้อง โดยมีหนว่ ยกากบั เสมอ 2.1.1 การเลือกใช้เครื่องมอื วัด เคร่ืองมือวัดแต่ละประเภทมีลักษณะและความละเอียดที่แตกต่างกัน การเลือกเครื่องมือวัด แบบใดต้องดูตามความเหมาะสมกับงานนั้นๆ เช่น การวัดความยาวท่ัวๆ ไปควรใช้ไม้บรรทัด ตลับเมตร หรือไม้เมตร ซ่ึงมีความละเอียดถึง 1 มิลลิเมตร แต่สาหรับงานกลึง หรืองานเจียระไน ต้องใช้เวอร์เนียร์ หรอื ไมโครมิเตอร์ ซงึ่ เปน็ เครอ่ื งมอื วัดท่ีมีความละเอียดระดับ 0.1 มลิ ลเิ มตร หรือ 0.01 มลิ ลเิ มตร ภาพที่ 2.1 ไมโครมเิ ตอร์ ทมี่ า : ฤดี ปสุ สลานนท์, วันท่ี 25 มกราคม 2559 การวัดมวลจะใช้เคร่ืองมือวัดประเภทเคร่ืองชั่ง ซึ่งมีหลายประเภทตามลักษณะของวัตถุ ที่ต้องการวัดมวล นอกจากน้ียังมีความละเอียดแม่นยาแตกต่างกันด้วย เช่น เคร่ืองชั่งสปริง เคร่ืองชั่ง สองแขน

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด 85 (ก) (ข) ภาพท่ี 2.2 (ก) เคร่ืองช่ังสปรงิ และ (ข) เคร่ืองชัง่ สองแขน ท่ีมา : https://malee460.wordpress.com/บทท-ี่ 5-การชั่ง/ วันที่ 25 มกราคม 2559 การวดั ปริมาตรของของเหลวจะใช้ภาชนะในการตวง เชน กระบอกตวง หลอดฉดี ยา บีกเกอร ปเปต บิวเรต เป็นต้น (ก) (ข) ภาพท่ี 2.3 (ก) บกี เกอร์ และ (ข) กระบอกตวง ท่ีมา : (ก) ฤดี ปสุ สลานนท์, วันที่ 25 มกราคม 2559 และ (ข) https://th.wikipedia.org/wiki/เครอ่ื งมือวัด/ วนั ท่ี 25 มกราคม 2559 นอกจากนี้ยังมีเครื่องมือวัดสาหรับงานอาชีพต่างๆ เช่น เครื่องวัดปริมาณเกี่ยวกับไฟฟ้า เครือ่ งวัดปริมาณดา้ นการแพทย์ เคร่อื งวดั ปรมิ าณเกี่ยวกับการพยากรณอ์ ากาศ

หนว่ ยที่ 2 หนว่ ยและการวัด 86 2.1.2 การแสดงผลและการอ่านเครือ่ งมอื วัด ในปัจจบุ ันเครอ่ื งมอื วดั มกี ารแสดงผลปริมาณ 2 แบบได้แก่ 2.1.2.1 เครื่องมือวัดท่ีแสดงผลด้วยขีดสเกล เป็นเครื่องมือวัดท่ีใช้ขีดสเกลแสดง ปริมาณ ผู้วัดจะต้องมีความรู้ความชานาญจึงจะอ่านค่าได้ถูกต้อง เช่น เวอร์เนียร์ เคร่ืองช่ังสปริง ไม้บรรทดั กระบอกตวง เทอร์มอมิเตอร์ เครื่องวัดทางไฟฟา้ แบบเข็ม เปน็ ตน้ ก.เวอร์เนีย ข.เครอ่ื งชัง่ สปรงิ ภาพท่ี 2.4 เครื่องวดั แสดงผลดว้ ยขีดสเกล ที่มา : (ก) และ (ข) ฤดี ปสุ สลานนท์, วันที่ 27 มกราคม 2559 การอ่านค่าเคร่ืองมือวัดที่แสดงผลด้วยขีดสเกล ผู้วัดต้องสังเกตเคร่ืองมือวัดน้ันๆ มีสเกล ละเอียดท่ีสุดเท่าใด เช่น ไม้บรรทัดท่ีมีช่องสเกลเล็กท่ีสุดเท่ากับ 1 มิลลิเมตร การอ่านสามารถอ่านได้ ละเอียดท่ีสุดเพียงทศนิยม 1 ตาแหน่งของเซนติเมตรเท่าน้ัน และจะต้องประมาณค่าตัวเลขทศนิยม ตาแหน่งที่สอง เพื่อให้ได้ผลการวัดใกล้เคียงความจริงท่ีสุด สิ่งสาคัญขณะทาการอ่านสายตาท่ีมอง จะต้องอยรู่ ะดบั ต้งั ฉากกบั เคร่ืองวัด เพื่อจะได้ผลการวัดใกล้เคียงความจริงทส่ี ดุ ภาพท่ี 2.5 การอา่ นเครื่องมือวัดแบบแสดงผลดว้ ยขีดสเกล ท่ีมา : ฤดี ปสุ สลานนท์, วันที่ 27 มกราคม 2559

หน่วยท่ี 2 หนว่ ยและการวัด 87 2.1.2.2 เครื่องมือวัดท่ีแสดงผลด้วยตัวเลข การพัฒนาเทคโนโลยีด้านไมโคร อิเล็กทรอนิกส์อย่างรวดเร็ว ทาให้เคร่ืองมือวัดหลายชนิดแสดงผลเป็นตัวเลข เช่น นาฬิกาข้อมือ เทอร์มอมิเตอร์เครือ่ งชั่ง เป็นต้น ภาพที่ 2.6 การอา่ นเครอ่ื งมอื วัดแสดงผลดว้ ยตัวเลข ทม่ี า : ฤดี ปุสสลานนท์, วันที่ 27 มกราคม 2559 การอ่านค่าจากเคร่ืองวัดแบบแสดงผลด้วยตัวเลข สามารถอ่านได้โดยตรงตามตัวเลข บนจอภาพ เช่น ตามภาพท่ี 2.6 อ่านโดยไม่ต้องบอกค่าประมาณ หากต้องระบุค่าความคลาดเคลื่อน ของผลการวดั สามารถดไู ดจ้ ากคมู่ อื การใช้งานของเครือ่ งมือวัดนน้ั ๆ

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด 88 2.1.3 ความคลาดเคลือ่ นของการวัด ในการวัดปริมาณต่างๆ จะมีปัจจัยที่อาจจะทาเกิดความคลาดเคลื่อนของการวัดได้ จึงจาเป็นต้องพจิ ารณาถงึ ส่งิ ตา่ งๆ ท่ีอาจมผี ลกระทบตอ่ ความถูกต้องของการวัด ดังน้ี 2.1.3.1 เคร่ืองมือวัด เครื่องมือวัดที่ใช้ต้องได้มาตรฐาน ผ่านการตรวจสอบจากผู้ผลิต และควรเก็บรกั ษาอยา่ งถูกตอ้ งเพ่อื ป้องกนั การเสื่อมสภาพ 2.1.3.2 วิธีการวัด ในการวัดปริมาณอย่างเดียวกันวิธีการวัดอาจแตกต่างกัน เช่น การวัดความสูงของคน การวัดความสูงของตึก จะใช้วิธีการวัดและเคร่ืองมือวัดที่แตกต่างกัน ดงั น้ันการจะใช้วิธีการวดั แบบใดตอ้ งให้เหมาะสมกับสิ่งท่ีต้องการวัด 2.1.3.3 ผู้วัด ต้องมีความรู้เก่ยี วกบั เครือ่ งมือวดั วิธีการวัด จงึ จะเลอื กเครือ่ งมือวดั และ ใช้วิธีการอย่างเหมาะสมกับวัตถุหรือปริมาณท่ีต้องการวัดได้ มีความละเอียดรอบคอบ สภาพร่างกาย ต้องมคี วามพร้อม 2.1.3.4 สภาพแวดล้อมขณะทาการวัด ต้องไม่มีผลกระทบต่อส่ิงท่ีทาการวัด เช่น ถ้าต้องการวัดความสว่างของหลอดไฟ ต้องปิดห้องให้มิดชิดอย่าให้แสงสว่างจากภายนอกเข้ามา เพราะจะทาให้ผลการวัดผิดพลาด 2.1.4 การบนั ทึกคา่ ตัวเลขของการวัด ในการวัดปริมาณต่างๆ ค่าท่ีได้จากการวัดจะมีความแม่นยาในระดับหน่ึง แต่โดยทั่วไป จะมีความผิดพลาดอยู่เสมอ การจดบันทึกค่าท่ีวัดได้จึงต้องระบุค่าความคลาดเคล่ือนด้วยทุกครั้ง โดยจะบันทึกถึงตาแหน่งที่ได้จากการคาดคะเน คือค่า 0.1 ของสเกลที่แบ่งไว้ ซึ่งตัวเลขที่คาดคะเน อาจมีโอกาสผดิ พลาดได้ ให้แสดงด้วยเครอ่ื งหมาย ± ตวั อยา่ ง 2.1 จงอ่านความยาวดินสอและจดบันทกึ cm ความละเอยี ดของชอ่ งสเกล = 1 cm ความละเอียดของการวดั = 0.1 cm บันทึกการวัดผล 5.5 ± 0.1 cm cm ความละเอียดของชอ่ งสเกล = 0.1 cm ความละเอยี ดของการวดั = 0.01 cm บันทกึ การวัดผล 5.54 ± 0.01 cm

หน่วยที่ 2 หน่วยและการวัด 89 2.2 หนว่ ยการวดั 2.2.1 ระบบหนว่ ยวัด ระบบหน่วยวัดทนี่ ยิ มใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ไดแ้ ก่ ระบบองั กฤษ ระบบเมตรกิ และระบบ SI 2.2.1.1 ระบบอังกฤษ เป็นระบบหน่วยที่ใช้ในประเทศอังกฤษ และประเทศท่ีมีความสัมพันธ์ทางการค้า และด้านอุตสาหกรรมกับประเทศอังกฤษ เรียกระบบ FPS (Foot-Pound-Second ) มีหน่วยพื้นฐาน ไดแ้ ก่ ตารางที่ 2.1 ระบบหน่วยองั กฤษ ปรมิ าณ (Quantity) หนว่ ย (Unit) สัญลักษณ์ (Symbol) ความยาว (Length) ฟุต(Foot) ft มวล (Mass) ปอนด์ (Pound) lb เวลา (Time) วนิ าที (second) s เครื่องมือวัดที่ใช้หน่วยระบบอังกฤษ เช่น ตลับเมตรท่ีใช้ในงานก่อสร้าง สายวัดท่ีใช้วัดตัว ของช่างตัดเย็บเส้ือผ้ามีหน่วยวัดเป็นนิ้ว เมตร หรือเกจวัดความดันมีหน่วยวัดเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) เปน็ ตน้ 2.2.1.2 ระบบเมตริก เป็นระบบการวัดท่ีมีพื้นฐานจากระบบเลขฐานสิบ ระบบเมตริกหรือระบบ CGS (Centimeter–Gram–Second) หนว่ ยพ้ืนฐานของระบบนี้ ไดแ้ ก่ ตารางท่ี 2.2 ระบบหนว่ ยเมตริก ปริมาณ (Quantity) หน่วย (Unit) สญั ลักษณ์ (Symbol) ความยาว (Length) เซนตเิ มตร (centimeter) cm มวล (Mass) กรัม (gram) g เวลา (Time) วินาที (second) s 2.2.1.3 ระบบ SI ระบบหน่วย SI เรียกวา่ ระบบหนว่ ยระหวา่ งชาติ (International System of Units) กาหนดข้ึนโดยองค์การมาตรฐานระหว่างชาติ (ISO หรือ International Organization for Standardization) กาหนดหน่วยวัดมาตรฐานสาหรับใช้วัดปริมาณทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ร่วมกัน ระบบหน่วย SI ประกอบด้วย หน่วยฐาน (Based Units) หน่วยเสริม (Supplementary Units) หน่วยอนพุ ัทธ์ (Derived Units) และคาอปุ สรรค (Prefixes)

หน่วยท่ี 2 หน่วยและการวัด 90 1) หนว่ ยฐาน (Based Units) เป็นหน่วยหลกั ของหนว่ ย SI ประกอบดว้ ย 7 หน่วย ดังตารางที่ 2.3 ตารางที่ 2.3 หน่วยฐานของระบบ SI ปรมิ าณ (Quantity) หนว่ ย (Unit) สัญลกั ษณ์ (Symbol) ความยาว (Length) เมตร (meter) มวล (Mass) กโิ ลกรมั (kilogram) m เวลา (Time) วนิ าที (second) กระแสไฟฟ้า (Electric current) แอมแปร์ (ampere) kg อุณหภูมิพลวตั (Thermodynamic temperature) ปรมิ าณของสาร (Amount of substance) เคลวนิ (kelvin) s ความเขม้ ของการส่องสวา่ ง (Luminous intensity) โมล (mole) แคนเดลา (candela) A K mol cd 2) หน่วยเสริม (Supplementary Units) เป็นหน่วยที่กาหนดข้ึนเพื่อใช้วัดมุม มี 2 หนว่ ย ดังตารางที่ 2.4 ตารางที่ 2.4 หน่วยเสริมของระบบSI ปริมาณ (Quantity) หนว่ ย (Unit) สัญลกั ษณ์ (Symbol) มมุ ระนาบ (Plane angle) เรเดยี น (radian) มุมตัน (Solid angle) สตเี รเดยี น (steradian) rad sr 2.1) เรเดียน (Radian : rad) เป็นหน่วยวดั มุมบนระนาบ (plane angle) มมุ 1 เรเดยี น คือ มมุ θ ท่รี องรบั ความยาวส่วนโค้ง s ทม่ี คี วามยาวเท่ากบั รัศมีของวงกลม s θ r ภาพท่ี 2.7 มุมระนาบ ที่มา : https://www.quora.com/ วันที่ 29 มกราคม 2559

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวัด 91 กาหนดให้ r คอื รศั มขี องวงกลม θ คอื มุมบนระนาบทจ่ี ดุ ศนู ยก์ ลางของวงกลม s คือ ความยาวสว่ นโค้งของวงกลมท่ีรองรับมุมบนระนาบ θ s θ= r θ= r = 1rad r θ= s = 2πr = 2π ดังนน้ั 2πrad = 360° r r 2.2) สตีเรเดียน (steradian : sr) เป็นหน่วยวัดมุมตัน (solid angle) มุม 1 สตีเรเดียน คือ มุมที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมตันที่รองรับด้วยพื้นที่ผิวโค้งของทรงกลม ท่ีเท่ากับรัศมีทรงกลมยกกาลังสอง ภาพที่ 2.8 มุมตัน ทมี่ า : http://physicstool.blogspot.com/ วันที่ 29 มกราคม 2559 กาหนดให้ r คือ รศั มขี องทรงกลม Ω คอื มมุ ตันมีรูปร่างเป็นกรวยกลมที่จดุ ศูนย์กลางของทรงกลม A คือ พนื้ ทผ่ี ิวสว่ นโค้งของทรงกลมท่ีรองรับมมุ Ω = A โดย Ω มีหน่วยเป็นสตีเรเดียน (sr) r2

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด 92 3) หน่วยอนุพัทธ์ (Derived Units) เป็นหน่วยท่ีมีหน่วยฐานมาเก่ียวเน่ืองกัน เช่น หน่วยของอัตราเร็วมีหน่วยเป็น เมตรต่อวินาที ซ่ึงมีหน่วยความยาวเป็นเมตร และมีหน่วยเวลา เป็นวินาทีเปน็ หนว่ ยฐาน ดงั ตารางท่ี 2.5 ตารางที่ 2.5 ปรมิ าณอนพุ ทั ธ์ และหนว่ ยในระบบ SI ชือ่ หน่วย สญั ลักษณ์ ปริมาณ การแสดงออกในรปู หนว่ ยฐาน เฮิรตซ์ Hz ความถ่ี s-1 นิวตนั N จูล J แรง kg.m/s 2 วัตต์ W พาสคัล Pa พลังงาน kg.m2/s2 โวลต์ V โอหม์ กาลงั kg.m2/s3 ฟารดั Ω เทสลา ความดัน kg/m.s2 เฮนรี F ซีเมนส์ T ความต่างศักย์ kg.m2/A s3 H S ความตา้ นทานไฟฟ้า kg.m2/A2.s3 ความจุ A2.s4/kg.m2 ความหนาแนน่ ฟลักซแ์ มเ่ หล็ก kg/A.s2 สภาพเหนีย่ วนา Kgm2/A2s2 สภาพนาไฟฟ้า A2.s3/kg .m2

หน่วยท่ี 2 หนว่ ยและการวัด 93 4) คาอปุ สรรค (prefixes) เป็นคาเติมหนา้ หนว่ ยในระบบ SI เพอ่ื ให้หนว่ ยเล็กลง หรือหน่วยใหญ่ข้ึน เป็นประโยชน์ในการบันทึกข้อมูล และลดความผิดพลาดในการนับหลักเลขศูนย์ ที่มีจานวนมาก โดยเขียนค่าน้ันให้อยู่ในรูปของ A × 10n (โดย 1≤ A <10) เช่น 0.000003 แอมแปร์ เขียนเปน็ 3  10-6 แอมแปร์ ตัวคูณ 10-6 เขียนแทนดว้ ยคาอุปสรรค ไมโคร เปน็ การเขยี นทล่ี ดรูปข้อมูล ซงึ่ รายละเอยี ดคาอุปสรรค ดังแสดงในตารางท่ี 2.6 ตารางที่ 2.6 ชอ่ื สัญลกั ษณย์ อ่ ท่ใี ชแ้ ทนคาอปุ สรรค คาอุปสรรค ชอื่ ภาษาไทย สัญลักษณ์ยอ่ ตัวคูณทีเ่ ทียบเท่า exa- เอกซะ E 1018 peta- เพตะ P 1015 tera- เทระ T 1012 giga- จิกะ G 109 mega- เมกะ M 106 kilo- กโิ ล k 103 hecto- เฮกโต h 102 deca- เดคา da 101 100= 1 deci- หน่วยมาตรฐานกลาง d 10-1 centi- เดซิ c 10-2 milli- เซนติ m 10-3 micro- มิลลิ µ 10-6 nano- ไมโคร n 10-9 pico- นาโน p 10-12 femto- พิโก f 10-15 atto- เฟมโต a 10-18 อตั โต ตวั อยา่ ง 2.2 ระยะทาง 5,000,000 m = 5 x 106 m = 5 Mm (เมกะเมตร) = 5.3 kg (กิโลกรัม) มวล 5,300 g = 5.3 x 103 g = 6 mA (มิลลิแอมแปร์) กระแสไฟฟา้ 0.006. A = 6 x 10-3 A

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวดั 94 2.2.2 การเปลีย่ นหน่วย ข้อมูลเชิงปริมาณต่างๆ บางคร้ังมีความจาเป็นต้องเปลี่ยนหน่วยเพื่อนาไปแทนค่าในสูตร หรอื สมการต่างๆ ทางวทิ ยาศาสตร์ การเปล่ยี นหน่วยต้องเป็นหน่วยวัดประเภทเดยี วกนั เชน่ ความยาวกบั ความยาว มวลกับมวล ดงั ตัวอย่างน้ี ตวั อย่าง 2.3 จงเปลย่ี นหนว่ ยของปรมิ าณต่อไปน้ี ก. ระยะทาง 2,000 เมตร เท่ากบั กี่กิโลเมตร ระยะทาง 2,000 m = 2 x 103 m = 2 km (กโิ ลเมตร) ข. มวล 0.008 กรัม เทา่ กบั กีม่ ลิ ลกิ รัม มวล 0.008 g = 8 x 10-3 g = 8 mg (มลิ ลิกรมั ) ตวั อย่าง 2.4 จงเปล่ยี น 8 km ให้เปน็ หนว่ ย µm X µm = 8 km X  10-6 = 8  103 ; k = 103 , µ = 10-6 X = 8 x 103 10-6 8 km = 8  109 µm ; 3 – (-6) = 9

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวดั 95 สรุปท้ายหน่วย การวดั (Measuring) หมายถงึ การเลือกและการใช้เครื่องมือ เพอ่ื ระบุขนาดของปริมาณวัตถุ ทนี่ ามาวดั โดยเปรยี บเทียบกับปรมิ าณมาตรฐานไดอ้ ยา่ งเหมาะสมและถูกต้อง โดยมีหน่วยกากบั เสมอ การเลือกใช้เครื่องมือวัด การเลือกเคร่ืองมือวัดแบบใดต้องดูตามความเหมาะสมกับงานน้ันๆ การวัดมวลควรเลือกใช้ เคร่ืองช่ัง การวัดปริมาตรของของเหลวตองอาศัยภาชนะในการตวง เชน กระบอกตวง หลอดฉีดยา บกี เกอร ปเปต บวิ เรต เป็นตน้ การแสดงผลและการอ่านเคร่ืองมือวัด ในปัจจุบันเครื่องมือวัดมีการแสดงผลปริมาณ 2 แบบ ไดแ้ ก่ การแสดงผลด้วยขดี สเกล การแสดงผลด้วยตัวเลข ความคลาดเคล่ือนของการวดั ประกอบด้วย 1. เคร่อื งมอื วดั 2. วิธีการวดั 3. ผู้ทาการวดั 4. สภาพแวดล้อมขณะทาการวัด การบันทกึ คา่ ตวั เลขของการวัด คา่ ทีไ่ ด้จากการวดั จะมคี วามแมน่ ยาท่ีมขี ีดจากัดในระดับหน่ึง โดยท่ัวไปจะมีความผิดพลาดอยู่เสมอ การจดบันทึกค่าที่วัดได้จึงต้องระบุค่าความคลาดเคล่ือน ด้วยทุกคร้ัง โดยจะบันทึกถึงตาแหน่งที่ได้จากการคาดคะเน ซ่ึงจะมีค่าเพียง 0.1 ของสเกลที่แบ่งไว้ ซง่ึ ตัวเลขที่คาดคะเนนอ้ี าจมโี อกาสผิดพลาดได้ใหแ้ สดงด้วยเคร่ืองหมาย ± ระบบหน่วยวัด ระบบหน่วยวัดที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ ระบบอังกฤษ ระบบเมตริก และระบบ SI ระบบอังกฤษ หนว่ ยพน้ื ฐานของระบบนี้ มี 3 หนว่ ย คอื ความยาวมีหนว่ ยเป็นฟุต มวลมีหนว่ ยเปน็ ปอนด์ เวลามหี นว่ ยวนิ าที ระบบเมตริก หน่วยพื้นฐานของระบบน้ี มี 3 หน่วย คือ ความยาวมีหน่วยเป็น เซนตเิ มตร มวลมีหน่วยเป็นกรัม เวลามหี นว่ ยวินาที ระบบ SI หรือเรียกว่าระบบหน่วยระหว่างชาติ ระบบหน่วย SI ประกอบด้วย หน่วยฐาน (Based Units) หน่วยเสริม (Supplementary Units) หน่วยอนุพัทธ์ (Derived Units) และ คาอปุ สรรค (Prefixes)

หนว่ ยท่ี 2 หนว่ ยและการวดั 96 เอกสารอ้างอิง ชัยพร จิตรอาร.ี วทิ ยาศาสตร์เพือ่ พัฒนาทักษะชวี ิต. กรงุ เทพฯ : ศนู ย์ส่งเสริมวชิ าการ, 2556 นิรันดร์ สุวรัตน.์ MINI ฟกิ ส์ ม.4-6 เลม่ 1. กรงุ เทพฯ : บริษัทสานักพมิ พ์ พ.ศ. พฒั นา จากดั , ม.ม.ป. ภิญญดา อย่สู าราญ. วทิ ยาศาสตร์เพ่ือพัฒนาทักษะชีวติ . กรงุ เทพฯ : ศนู ยส์ ง่ เสริมอาชีวะ, 2556. วิวฒั น์ รอดเกดิ . วิทยาศาสตร์เพ่ือพัฒนาทกั ษะชีวิต. กรุงเทพฯ : ศูนยห์ นังสอื เมืองไทย, 2556. สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลย.ี ฟิสกิ ส์ เล่ม 1. พมิ พ์ครัง้ ที่ 4. กรงุ เทพฯ : สกสค., 2556 อุบลศรี อ่อนพลี. วิทยาศาสตรเ์ พื่อพัฒนาทักษะชีวติ . กรงุ เทพฯ : จิตรวฒั น์, 2556.