ค ำน ำ1) อธ บายได ว าเม อแกว งว ตถ ให เคล...

หนา

ก

ชดกจกรรมการเรยนร เรองการเคลอนท ชดท 6 การเคลอนทแบบวงกลม

ชดกจกรรมการเรยนร รายวชาฟสกสพนฐาน 1 รหสวชา ว30108 ชนมธยมศกษาปท 5

เรอง การเคลอนท ประกอบไปดวยชดกจกรรมการเรยนร ทงหมด 7 ชด ดงน

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 1 ระยะทางและการกระจด ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 2 อตราเรวและความเรว ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 3 ความเรงและกราฟการเคลอนท ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 การเคลอนทในแนวดง ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 5 การเคลอนทแบบโพรเจกไทล ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 6 การเคลอนทแบบวงกลม ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 7 การเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงาย

ชดกจกรรมการเรยนรน สงเสรมใหนกเรยนไดลงมอปฏบตจรงมสวนรวมในกจกรรมการเรยนรตามแนวทางการจดการศกษาของชาตท เนนผเรยนเปนส าคญสนองตอพระราชบญญตการศกษาแหงชาต พทธศกราช 2542 และสอดคลองกบหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551 ทมงเนนใหผเรยนไดรบการพฒนาทงดานความร กระบวนการคด กระบวนการสบเสาะหาความร การแกปญหา ความสามารถ ในการสอสาร การตดสนใจ การน าความรไปใชในชวตประจ าวน ตลอดจนมจตวทยาศาสตร คณธรรมและคานยมอนพงประสงค

ผจดท าหวงเปนอยางยงวาชดกจกรรมการเรยนรน จะชวยใหนกเรยนเขาใจเนอหาไดงายและชดเจนขน มผลสมฤทธทางการเรยนสงขน มเจตคตทดตอการเรยนฟสกส เปนแนวทางหนงใหนกเรยนพฒนาตนเองไดอยางเตมศกยภาพ นอกจากจะใชประกอบการจดกจกรรมการเรยนร ในหองเรยนแลว นกเรยนยงสามารถศกษาดวยตนเองเพอทบทวนเนอหา หรอสามารถน าไปใชในการเรยนซอมเสรมไดอกดวย

นสา พนละภะ ผจดท า

ค ำน ำ

ข หนา


สำรบญ

เรอง หนา

สวนประกอบของชดกจกรรมการเรยนร 1 ค าชแจงในการใชชดกจกรรมการเรยนร 2 ขนตอนการใชชดกจกรรมการเรยนร 3 สงทครและนกเรยนตองเตรยม 4 บทบาทของคร 5 บทบาทของนกเรยน 6 สาระและมาตรฐานการเรยนร 7 ใบค าสง 8 แบบทดสอบกอนเรยน 9 ใบกจกรรมการเรยนรท 6.1 เรอง กลงไปบนรางโคง 12 ใบความรท 6.1 เรอง การเคลอนทแบบวงกลม 15 ใบกจกรรมการเรยนรท 6.2 เรอง แรงสศนยกลาง คาบ ความถ 17 ใบกจกรรมการเรยนรท 6.3 เรอง แบบฝกหดการเคลอนทแบบวงกลม 24 เสรมความร เรอง เลยวโคงอยางปลอดภย 26 แบบทดสอบหลงเรยน 28 บรรณานกรม 31 ภาคผนวก

เฉลยแบบทดสอบกอน – หลงเรยน เฉลยใบกจกรรมการเรยนร

หนา

1


เนอหาภายในชดกจกรรมการเรยนร สอดคลองกบหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐานพทธศกราช 2551 และตรงตามหลกสตรกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร โรงเรยนสตรภเกต รายวชาฟสกสพนฐาน 1 รหสวชา ว30108 ชนมธยมศกษาปท 5 ส าหรบนกเรยนทไมเนนวทยาศาสตร ภายในชดกจกรรมการเรยนร ประกอบดวย

1. ค าชแจงการใชชดกจกรรมการเรยนร 2. ขนตอนการใชชดกจกรรมการเรยนร 3. สงทครและนกเรยนตองเตรยม 4. บทบาทของคร 5. บทบาทของนกเรยน 6. สาระและมาตรฐานการเรยนร 7. ใบค าสง 8. แบบทดสอบกอน – หลงเรยน 9. ใบความร 10. ใบกจกรรมการเรยนร 11. ภาคผนวก

เฉลยแบบทดสอบกอน – หลงเรยน เฉลยใบกจกรรมการเรยนร

ชดท 6 กำรเคลอนทแบบวงกลม

ชดกจกรรมกำรเรยนร เรอง กำรเคลอนท

สวนประกอบของชดกจกรรมกำรเรยนร

2 หนา


ครผใชชดกจกรรมการเรยนร จะตองศกษาขนตอนในการใชชดกจกรรมการเรยนรใหเขาใจ ดงน

1. ใหนกเรยนท าแบบทดสอบกอนเรยน จ านวน 10 ขอ เปนแบบปรนย 4 ตวเลอก ใชเวลา 20 นาท

2. ครอธบายวธการเรยนโดยใชชดกจกรรมการเรยนรใหนกเรยนเขาใจ 3. ครชแจงบทบาทของนกเรยน ใหนกเรยนเขาใจบทบาทของตนเองในการด าเนนกจกรรม

ในแตละชดกจกรรมการเรยนร 4. ใหนกเรยนแบงกลมเพอท ากจกรรม กลมละ 4 – 5 คน คละความสามารถ แบงหนาท

รบผดชอบภายในกลม และสลบกนท าหนาท ในทกครงทเขาเรยน 5. ครด าเนนการจดกจกรรมตามทก าหนดไวในแผนการจดการเรยนร เพอกระตนให

นกเรยนเกดความสนใจในเนอหาทก าลงเรยน โดยค านงถงความสามารถในการรบรของนกเรยน และเนนผเรยนเปนส าคญ ใหนกเรยนไดปฏบตตามกจกรรมทก าหนดไว

6. ครและนกเรยนรวมกนสรปสงทไดเรยนมา โดยใหนกเรยนอภปรายและครคอยชแนะ 7. ใหนกเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยน 8. หากมนกเรยนไมผานเกณฑครควรใหนกเรยนน าชดกจกรรมการเรยนรชดทไมผานเกณฑ

ไปศกษาเองเพมเตมนอกเวลาเรยน 9. ครควรสรปผลการใชชดกจกรรมการเรยนร สภาพปญหาและขอเสนอแนะ หลงจากใช

ชดกจกรรมการเรยนรแตละครง เพอน าไปปรบปรงในการใชครงตอไป

ค ำชแจงในกำรใชชดกจกรรมกำรเรยนร

หนา

3


ศกษาชดกจกรรมการเรยนรชดตอไป

ผาน

ทดสอบหลงเรยน

ศกษาชดกจกรรมการเรยนร

ท าความเขาใจในบทบาทของครและนกเรยน

ทดสอบกอนเรยน

ไมผาน

ศกษาสงทครและนกเรยนตองเตรยม

ศกษาค าชแจงการใชชดกจกรรมการเรยนร

ถาไมผาน..ตองกลบไป

ทบทวนใหมอกครงนะคะ

ขนตอนกำรใชชดกจกรรมกำรเรยนร

4 หนา


1. ชดกจกรรมการเรยนร รายวชาฟสกสพนฐาน 1 รหสวชา ว30108 ชนมธยมศกษาปท 5

เรอง การเคลอนท ชดท 6 การเคลอนทแบบวงกลม 2. ศกษาคมอคร และแผนการจดการเรยนรโดยละเอยด และปฏบตกจกรรมตามแผนการจดการ

เรยนรใหครบทกขนตอน 3. ศกษาเนอหา วธการจดกจกรรม การวดและประเมนผลของชดกจกรรมการเรยนร รายวชา

ฟสกสพนฐาน 1 รหสวชา ว30108 ชนมธยมศกษาปท 5 เรอง การเคลอนท ชดท 6 การเคลอนทแบบวงกลม โดยละเอยด

4. ควรเตรยมสอ วสดอปกรณตางๆ ใหพรอมใชงาน

สงทครตองเตรยม

1. หนงสอเรยนรายวชาพนฐาน วทยาศาสตร แรงและการเคลอนทพลงงาน

ชนมธยมศกษาปท 4 - 6 2. สมดบนทก 3. เครองเขยน

สงทนกเรยนตองเตรยม

สงทครและนกเรยนตองเตรยม

หนา

5


1. ครแจงจดประสงคการเรยนรใหนกเรยนทราบ 2. ใหนกเรยนท าแบบทดสอบกอนเรยน เพอประเมนความรเดมของนกเรยน กอนเรมเรยนใน

แตละชด 3. เมอนกเรยนท าแบบทดสอบกอนเรยนเสรจ ครควรตรวจค าตอบแลวแจงคะแนนใหนกเรยน

ทราบทนท 4. ครแนะน าวธ ใชชดกจกรรมการเรยนรเพอใหนกเรยนปฏบตไดอยางถกตอง 5. ในขณะทนกเรยนปฏบตกจกรรม ครควรใหการดแลอยางทวถง และใหค าแนะน ากรณท

นกเรยนไมเขาใจในกจกรรมตาง ๆ เปนรายบคคล และตองพยายามกระตน ใหนกเรยนปฏบตกจกรรมดวยตนเองใหมากทสด

6. ใหนกเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยน หลงจากทเรยนโดยใชชดกจกรรมการเรยนรเสรจเรยบรอยในแตละชด

7. ครตรวจค าตอบแบบทดสอบหลงเรยนแลวแจงคะแนนใหนกเรยนทราบอกครงเพอดความกาวหนาของตนเอง

8. ครควรย าใหนกเรยนเกบชดกจกรรมการเรยนรและวสดอปกรณตางๆใหเรยบรอยหลงเสรจสนการจดการเรยนรแตละครง

9. ครตองน าอภปรายและสรปเนอหาหลงจดกจกรรมการเรยนรทกครง

บทบำทของคร

6 หนา


1. อานค าชแจง ศกษาวธการใชชดกจกรรมการเรยนรและบทบาทของนกเรยนใหเขาใจกอนลง

มอศกษาชดกจกรรมการเรยนร 2. ท าแบบทดสอบกอนเรยนจ านวน 10 ขอ โดยใชเวลา 20 นาท เพอตรวจสอบความรเดมของ

นกเรยน 3. นกเรยนศกษาชดกจกรรมการเรยนรตามขนตอนทระบไวในใบค าสง 4. นกเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยน หลงจากทเรยนโดยใชชดกจกรรมการเรยนร เสรจ

เรยบรอยในแตละชด 5. หลงจากท ากจกรรมเสรจเรยบรอยแลว ใหนกเรยนเกบวสดอปกรณประกอบ ชดกจกรรม

การเรยนรใหเรยบรอย 6. ในการท ากจกรรมตามชดกจกรรมการเรยนรทกเลม ขอใหนกเรยนท าดวยความตงใจ

ใหความรวมมอ และมความซอสตยตอตนเองใหมากทสด โดยไมดเฉลยกอนท ากจกรรมและแบบทดสอบ

7. หากนกเรยนคนใดเรยนไมทนหรอเรยนยงไมเขาใจ ใหน าชดกจกรรมการเรยนรไปศกษาเพมเตมนอกเวลาเรยน เพอใหเขาใจมากยงขน

บทบำทของนกเรยน

หนา

7


มำตรฐำนกำรเรยนร/ตวชวด

มาตรฐาน ว 4.2 เขาใจลกษณะการเคลอนทแบบตาง ๆ ของวตถในธรรมชาต มกระบวนการสบเสาะหาความรและจตวทยาศาสตร สอสารสงทเรยนรและน าความรไปใชประโยชน

ตวชวด ว 4.2 ม.4-6/2 สงเกตและอธบายการเคลอนทแบบโพรเจกไทล แบบวงกลม และแบบฮารมอนกอยางงาย

ตวชวด ว 4.2 ม.4-6/3 อภปรายผลการสบคนและประโยชนเกยวกบการเคลอนทแบบ

โพรเจกไทล แบบวงกลม และแบบฮารมอนกอยางงาย

มาตรฐาน ว 8.1 ใชกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตรในการสบเสาะหาความร การแกปญหาหา รวาปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดขนสวนใหญมรปแบบทแนนอน สามารถอธบายและตรวจสอบได ภายใตขอมลและเครองมอทมอยในชวงเวลานน ๆ เขาใจวา วทยาศาสตร เทคโนโลย สงคม และสงแวดลอม มความเกยวของสมพนธกน

o การเคลอนทแบบวงกลม

สำระกำรเรยนร

1) อธบายไดวาเมอแกวงวตถใหเคลอนทในแนววงกลมในระนาบระดบ อตราเรวของ

วตถมผลตอแรงทดงเสนเชอกและระนาบของวตถทเคลอนท 2) อธบายไดวาวตถทเคลอนทในแนววงกลม ทศของการเคลอนทเปลยนแปลง

ตลอดเวลา เนองมากจากแรงสศนยกลาง 3) อธบายความหมายของความถและคาบของการเคลอนทแบบวงกลมได

จดประสงคกำรเรยนร

สำระและมำตรฐำนกำรเรยนร

8 หนา


ใบค ำสง

1. ท าแบบทดสอบกอนเรยน (20 นาท)

2. ท ากจกรรมการเรยนรท 6.1 เรอง กลงไปบนรางโคง (30 นาท) 3. ศกษาใบความรท 6.1 เรอง การเคลอนทแบบวงกลม (20 นาท)

4. ท ากจกรรมการเรยนรท 6.2 เรอง แรงสศนยกลาง คาบ ความถ (50 นาท) 5. ท ากจกรรมการเรยนรท 6.3 เรอง แบบฝกหดการเคลอนทแบบวงกลม (90 นาท) 6. ศกษาเอกสาร เสรมความร เรอง เลยวโคงอยางปลอดภย (30 นาท) 7. ท าแบบทดสอบหลงเรยน (20 นาท)

ค ำชแจง ใหนกเรยนแตละคนปฏบตตามขนตอนตอไปน

เวลาทใช 4 ชวโมง

มาเรมกนเลยจา

หนา

9


1) แรงทกระท าตอวตถและความเรวของวตถทเคลอนทในแนววงกลม จะมความสมพนธกนในลกษณะใด ก. มทศตงฉากกน ข. มทศทางตรงกนขามกน ค. มทศทางไปในแนวเดยวกน ง. ท ามมตอกนระหวาง 0 ถง 180

องศา

2) ถาขบรถรอบสนามรปวงกลมดวยความเรวคงท จะมความเรงหรอไม ก. ม มทศพงออกจากจดศนยกลาง ข. ม มทศพงเขาสศนยกลาง ค. ม มทศไมแนนอน ง. ไมม

3) คาบของการเคลอนท หมายถงอะไร

ก. ระยะทางทเคลอนทไดใน 1 รอบ

ข. เวลาในการเคลอนทไดใน 1 รอบ

ค. การกระจดทเคลอนทไดใน 1 รอบ

ง. ความเรงของวตถในการเคลอนท 1

รอบ

4) ขอสรปใดบอกความหมายของความถของวตถไดถกตอง ก. จ านวนรอบทวตถเคลอนทไดใน 1

หนวยเวลา ข. ชวงเวลาทวตถใชในการเคลอนทครบ

1 รอบ ค. ระยะทางทวตถเคลอนทไดใน 1

หนวยเวลา ง. จ านวนรอบทวตถเคลอนทไดตลอด

การเคลอนท

5) การทดลองแกวงจกยางทผกอยกบเสนเชอกผานทอพวซนน ถารศมของการเคลอนทคงตว และขนาดของแรงดงในเสนเชอกเพมขน คาบเวลาของการเคลอนทจะเปนอยางไร ก. เพมขน

ข. ลดลง

ค. เทาเดม

ง. ขอมลยงไมเพยงพอ

แบบทดสอบกอนเรยน

ชดกจกรรมกำรเรยนร ชดท 6 กำรเคลอนทแบบวงกลม

ค าชแจง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงค าตอบเดยว แลวท าเครองหมาย

ลงในกระดาษค าตอบ

10 หนา


6) สถานการณใดตอไปนมโอกาสท าใหรถยนตหลดโคง ก. ตนใชวธการตดโคงเพอลดรศมโคง

ข. เอกบรรทกกอนหนมาเตมคนรถ

ค. นทเพมความเรวรถยนตกอนเขาโคง

ง. ทรายลดความเรวความเรวรถยนต

กอนเขาโคง

7) รถไตถงเคลอนทดวยอตราเรวสม าเสมอและวงครบรอบได 5 รอบในเวลา 10 วนาท ความถจะเปนเทาใด ก. 2.5 Hz ข. 1.5 Hz ค. 0.5 Hz ง. 0.4 Hz

8) ลกตมผกตดอยกบเชอกยาว 1 เมตร ถก

แกวงใหเคลอนทดวยอตราเรวสม าเสมอแกวงได 10 รอบในเวลา 20 วนาท คาบจะเปนเทาใด ก. 0.5 วนาท ข. 1 วนาท ค. 1.5 วนาท ง. 2 วนาท

9) น าถงใสน ามวล 2 kg ผกเชอกยาว 1 m แลวแกวงใหเคลอนทเปนวงกลมตามแนวระดบดวยอตราเรวคงท 2 รอบตอวนาท พบวาน าไมหกจากถง จงหาความเรงสศนยกลางของถงใสน า ก. 1 m/s2 ข. 2 m/s2 ค. 4 m/s2 ง. 8 m/s2

10) เพราะเหตใดรถยนตทแลนบนถนนราบ

ดวยอตราเรวเทากน เมอเลยวโคงดวยรศมความโคงสนมากจงมโอกาสไถลออกนอกทางไดมากกวาการเลยวโคงทมรศมความโคงยาวมาก ก. การเลยวในถนนทมรศมความโคงสน

ตองใชแรงสศนยกลางมากกวาถนน

ทมรศมความโคงยาว

ข. การเลยวในถนนทมรศมความโคงสน

ตองใชแรงสศนยกลางนอยกวา ถนน


ค. การเลยวในถนนทมรศมความโคงสน

มแรงเสยดทานทท าหนาทเปนแรงส

ศนยกลางไมเพยงพอ

ง. ถกทงขอ ก และ ค

หนา

11


ขอท ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

กระดำษค ำตอบแบบทดสอบกอนเรยน


ชอ..........................................................................ชนมธยมศกษาปท 5/.......เลขท.........

คะแนนกอนเรยน

คะแนนทได

คะแนนเตม 10

บนทกคะแนนเอาไวเปรยบเทยบ

กบหลงเรยนดวยนะคะ

12 หนา


ใหนกเรยนปฏบตการทดลอง บนทกผลการทดลองและตอบค าถามใหถกตองสมบรณ

1) บอกทศการเคลอนทและทศความเรวของลกกลมโลหะทเคลอนทบนรางโคงได 2) บอกทศของแรงทกระท าตอลกกลมโลหะทเคลอนทบนรางโคงได

1. การสงเกต 2. การจดกระท าและสอความหมายขอมล

1. ชดสาธตการเคลอนทในแนวโคง 1 ชด (สามารถประดษฐเองได) 2. ลกกลมโลหะ 1 ลก

1. ใหนกเรยนดดลกกลมโลหะใหเคลอนทไปตามรางโคงวงกลมพรอมทงสงเกตทศการ

เคลอนทของลกกลมโลหะ ขณะทเคลอนทไปตามรางและขณะหลดออกจากราง 2. บนทกผลขอมลทไดลงในตาราง 3. ตอบค าถามและสรปผลการทดลอง

ใบกจกรรมท 6.1

เรอง กลงไปบนรำงโคง

ค าชแจง

จดประสงค

ทกษะทตองการใหเกด

อปกรณ

ปญหา (ค าถามทนกเรยนจะตองตอบไดหลงท ากจกรรม)

วธการทดลอง

หนา

13


ภาพท 6.1 อปกรณการทดลอง เรอง กลงไปบนรางโคง

1) ขณะทนกเรยนนงบนรถทเลยวโคง นกเรยนคดวามแรงมากระท าตอตวของนกเรยนหรอไม เพราะอะไร ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

2) ขณะทนกเรยนเลนรถไฟเหาะตลงกา นกเรยนคดวามแรงมากระท าตอตวของนกเรยนหรอไม

เพราะอะไร

………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

บนทกผลการสงเกต

ค าถามกอนท ากจกรรม

14 หนา


1) เมอลกโลหะกลมเคลอนทไปตามรางโคงทเปนสวนโคงของวงกลม ทศการเคลอนทและ

ความเรวของลกกลมโลหะเปลยนแปลงหรอไม เพราะอะไร

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

2) เมอลกโลหะกลมเคลอนทไปตามรางโคงทเปนสวนโคงของวงกลม จะมแรงกระท าตอลกกลม

โลหะหรอไม ถามแรงนนเกดขนไดอยางไร

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

3) นกเรยนคดวา ณ ต าแหนงตาง ๆ ทลกกลมโลหะเคลอนทสมผสราง แรงทกระท าตอลกกลม

โลหะแตละต าแหนงมทศใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

4) เมอลกกลมโลหะเคลอนทหลดออกจากราง ลกกลมโลหะจะเคลอนทในทศทางใด เพราะ

อะไร

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

สรปผลการทดลอง

ทดลอง

ค าถาม

หนา

15


ลกษณะของการเคลอนทแบบวงกลม

การเคลอนทแบบวงกลม (Circular Motion) คอการเคลอนททมเสนทางการเคลอนทเปนรป

วงกลมอนเนองจากแรงทมทศเขาสศนยกลางของการเคลอนทเรยกแรงนวา แรงสศนยกลาง

(centripitral force , cF

) แรงนท าใหความเรวของวตถเปลยนทศตลอดเวลาแมมขนาดคงเดมโดยท

ความเรวมทศตามเสนสมผสเสนโคง เมอความเรวของวตถมการเปลยนแปลงความเรว แสดงวาวตถม

ความเรง ซงความเรงของการเคลอนทแบบวงกลมน เรยกวา ความเรงสศนยกลาง (centripitral

acceleration , ca )

ภาพท 6.2 ภาพแสดงทศของความเรวและแรงสศนยกลาง

เมอเราใชเชอกผกวตถกอนหนงแลวจบปลายเชอกใหวตถแกวงไปรอบๆ เราจะรสกวาเชอกดง

มอเราแตถาเราปลอยเชอกหรอเชอกขาดวตถนนจะเคลอนทออกจากตวเราและไมเคลอนทเปนวงกลม

อกตอไป

ภาพท 6.3 ภาพเปรยบเทยบทศของความเรวเมอมและไมมแรงสศนยกลาง

ใบควำมรท 6.1

เรอง กำรเคลอนทแบบวงกลม

v

Fc

v

v

v

v

Fc Fc

Fc

Fc

16 หนา


จากกฎการเคลอนทขอท 2 ของนวตน ทกลาววา วตถจะเปลยนไปจากสภาพเดมเมอมแรงท

ไมเทากบศนยมากระท า แสดงวาแรงลพธทมากระท าตอวตถทเคลอนทเปนแนวโคงแบบวงกลม

จะตองเปนแรงสศนยกลาง ดงนนสมการของแรงสศนยกลางจะไดวา

จาก F

= am

จะไดวา cF

= cam

โดยแรงสศนยกลางนขนกบมวลของวตถ (m) ความเรวในการเคลอนท ( v ) และรศมการ

เคลอนท (R) ดงความสมพนธ

แรงสศนยกลาง = ลอนทรศมการเค

ทการเคลอนความเรวใน มวลของวตถ 2

cF

= cam

cF

= R

mv2

cam = R

mv2

ดงนน ca =

R

v2

ปรมาณทเกยวของกบการเคลอนทแบบวงกลม

1.ความถ (Frequency : f ) คอจ านวนรอบทวตถเคลอนทไดในเวลา 1 วนาท มหนวย

เปน รอบตอวนาท หรอ เฮรตซ (Hz)

2. คาบ (Period :T ) คอเวลาทวตถใชในการเคลอนทครบ 1 รอบ มหนวย วนาท (s)

ความสมพนธระหวางความถกบคาบของการเคลอนท คอ

T = f

1 หรอ f =

T

1

หนา

17


ใหนกเรยนปฏบตการทดลอง บนทกผลการทดลองและตอบค าถามใหถกตองสมบรณ

อธบายความสมพนธระหวางคาบของการเคลอนทแบบวงกลมดวยอตราเรวคงตว ขนาด

ของแรงดงในเสนเชอก และรศมการเคลอนทได

1. การสงเกต 2. การจดกระท าและสอความหมายขอมล

1. ชดทดลองการเคลอนทแบบวงกลม 1 ชด

2. นอต 6 ตว

3. ลวดหนบกระดาษ 1 ตว

4. นาฬกาจบเวลา 1 เรอน

5. กระดาษกราฟ 2 แผน


เรอง แรงสศนยกลำง คำบ ควำมถ

ค าชแจง

จดประสงค

ทกษะทตองการใหเกด

อปกรณ

ปญหา (ค าถามทนกเรยนจะตองตอบไดหลงท ากจกรรม)

18 หนา


ตอนท 1

1. น าจกยางผกดวยเชอกใหแนนใสผานทอพวซ วดระยะจากจดกงกลางของจกยางตาม

แนวเสนเชอกถงปลายบนทอพวซ ยาวประมาณ 60 เซนตเมตร ใชลวดหนบกระดาษหนบเสนเชอก

หางจากปลายลางทอพวซ ประมาณ 1–2 เซนตเมตร ใชนอต 2 ตวแขวนทขอเกยวโลหะ (นอตควรม

น าหนกเทากนก าหนดใหนอต 1 ตว แทนแรงขนาด 1F)

2. จบทอพวซแกวงจกยางใหเคลอนทเปนวงเหนอศรษะในแนวระดบ (ทงนใหลวดท

หนบเสนเชอกอยหางจากปลายลางของทอพวซ 1 เซนตเมตรคงตวตลอดเวลา) พรอมทงจบเวลาการ

เคลอนทของจกยางครบ 30 รอบ น าเวลาทไดมาค านวณหาคา T ของการเคลอนทของจกยาง แลว

บนทกลงในตารางบนทกผล

3. ด าเนนการเชนเดยวกบขอ 1 และ 2 โดยเพมจ านวนนอตเปน 3, 4, 5 และ 6 ตวน า

คา T ทไดจากขอ 2 มาค านวณหาคา T2 และ 2T

1แลวบนทกลงในตารางบนทกผล

4. เขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางขนาดของแรงดงในเสนเชอก (F) กบก าลงสอง

ของสวนกลบของคาบของการแกวง ( 2T

1)

ภาพท 6.4 อปกรณการทดลอง เรองแรงสศนยกลาง คาบ ความถ

วธการทดลอง

หนา

19


2

1

T

แรงดงในเสน

เชอก

ชวงเวลาของการ

เคลอนท 30 รอบ

(วนาท)

T (วนาท) T2

(วนาท2) 2T

1

(วนาท2)

3

4

5

6

กราฟแสดงความสมพนธระหวางขนาดของแรงดงในเสนเชอก (F)

กบก าลงสองของสวนกลบของคาบของการแกวง ( 2T

1)

ตารางบนทกผลการสงเกต ตอนท 1

20 หนา


ตอนท 2

1. จดอปกรณเชนเดยวกบตอนท 1 ขอท 1 โดยวดระยะจากจดกงกลางของจกยางตามแนว

เสนเชอกถงปลายบนทอพวซยาว 50, 60, 70 และ 80 เซนตเมตร ตามล าดบ ใชลวดหนบกระดาษ

หนบเสนเชอกหางจากปลายลางของทอพวซประมาณ 1 เซนตเมตร ใชนอต 4 ตว แขวนทขอเกยว

โลหะ

2. ปฏบตเชนเดยวกบตอนท 1 ขอท 1 และ 2 โดยเรมตงแตรศมการเคลอนท 50, 60, 70

และ 80 เซนตเมตร ตามล าดบ พรอมทงจบเวลาการเคลอนทของจกยางครบ 30 รอบ

3. น าเวลาทไดจากการเคลอนทครบ 30 รอบ ค านวณหาคา T และ T2 แตละครง แลว

บนทกลงในตารางบนทกผล

4. เขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางรศม (r) กบคาบเวลาก าลงสอง (T2)

รศม (r)

(เมตร)

ชวงเวลาในการเคลอนท

30 รอบ (วนาท)

T

(วนาท)

T2

(วนาท2)

0.50

0.60

0.70

0.80

ตารางบนทกผลการสงเกต ตอนท 2

หนา

21


1) กจกรรมนควรปฏบตเปนรายบคคลหรอเปนกลม เพราะอะไร

………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

2) เพราะเหตใด นกเรยนจงไมควรท าปมบนเสนเชอกทอยตดกบปลายลางของทอพวซเพอให

รศมเทาเดมตลอดการปฏบตกจกรรม

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

3) เมอแกวงจกยางใหเคลอนทในแนววงกลมดวยอตราเรวตางกน ขนาดของแรงดงในเสนเชอก

ตางกนหรอไม ลกษณะใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

ค าถาม

กราฟความสมพนธระหวางรศม (r) กบ คาบเวลาก าลงสอง (T2)

22 หนา


4) ขณะแกวงจกยางในระนาบระดบ เมอจกยางมอตราเรวตางกน จกยางจะอยในระนาบ

เดยวกนหรอไม

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

5) ถาแกวงจกยางในระนาบระดบดวยอตราเรวคงตวทก ๆ ขณะ ระนาบการเคลอนทของ

จกยางเปลยนแปลงหรอไม

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

6) เมอขนาดของแรงดงในเสนเชอกเพมขน ชวงเวลาในการเคลอนทครบรอบของจกยาง

เปนแบบใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

7) กราฟความสมพนธระหวางขนาดของแรงดงในเสนเชอก (F) กบสวนกลบของคาบก าลงสอง

มลกษณะใด และจะสรปความสมพนธระหวางปรมาณทงสองในลกษณะใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

8) เมอเรมมการเคลอนทเพมขนชวงเวลาในการเคลอนทครบรอบของจกยางเปนแบบใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

9) กราฟความสมพนธระหวางรศมการเคลอนท (r) กบคาบก าลงสอง (T2) มลกษณะใด และ

จะสรปความสมพนธระหวางปรมาณทงสองในลกษณะใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

หนา

23


10) แรงดงในเสนเชอกจากการทดลองครงนเปนแรงสศนยกลางของจกยางทถกแกวงใหเคลอนท

ในแนววงกลมหรอไม เพราะเหตใด

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

11) นกเรยนคดวาความคลาดเคลอนของกจกรรมนเกดจากอะไร

………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………....

สรปผลการทดลอง

ทดลอง

24 หนา


ตอนท 1 ใหนกเรยนท าเครองหมาย หนาขอทถกตอง และท าเครองหมาย หนาขอทผด

...........1.1 การขบรถยนตบนถนนโคงเปนการเคลอนทแบบวงกลม

...........1.2 การหมนของลอรถเปนการเคลอนทแบบวงกลม

...........1.3 การโคจรของดาวเทยมสอสารไมเปนการเคลอนทแบบวงกลม

...........1.4 การเคลอนทแบบวงกลม แรงมทศเดยวกบความเรว

...........1.5 ความเรงของการเคลอนทแบบวงกลม เรยกวาความเรงสศนยกลาง

...........1.6 แรงกระท าจากผนงถงของรถไตถงเปนแรงสศนยกลาง

...........1.7 แรงสศนยกลางแปรผนตรงกบก าลงสองของความเรวและแปรผนแบบผกผน กบรศม

...........1.8 ทอตราเรวของการเคลอนทเทากน รถทมมวลมากกวาจะเคลอนทบนทางโคงได ปลอดภยกวารถทมมวลนอยกวา

...........1.9 ความเรงของการเคลอนทแบบวงกลมมทศตามเสนสมผสเสนโคงทจดนน

...........1.10 คาบของการเคลอนทแปรผนตรงกบรศมของการเคลอนทเมอแรงคงท ตอนท 2 ใหนกเรยนแสดงวธท าโดยละเอยด

2.1 เดกคนหนงแกวงจกยางมวล 20 กรม ใหเคลอนทเปนวงกลมดวยอตราเรวคงตว 20 เมตร/วนาท ในระนาบระดบถาความยาวของสายเชอกระหวางมอกบจกยางเปน 1 เมตร แรงตงเชอกจะมคาเทาใด และเกดความเรงสศนยกลางทาใด ............................................................................................................................. ....... ............................................................................................................................. .................................................................................................................................. ...................................................................................................................................... .......................................................................................................................... ................. ............................................................................................................................. ................................................................................................................. ..........................


แบบฝกหดกำรเคลอนทแบบวงกลม

หนา

25


2.2 มอเตอรไซคไตถงคนหนงเคลอนทรอบถง 60 รอบ ในเวลา 1 นาท ถาถงทไตมรศม 3 เมตร จงหาคาบและความถของการเคลอนท ....................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ...................................................................................................... ..................................... ............................................................................................................................. ....... ..................................................................................... ...............................................

2.3 จากรปเมอวตถเคลอนทจากต าแหนง A มา B มาถงต าแหนง C ปรากฏวาเชอกขาด วตถจะเคลอนทตอไปตามเสนทางใด (เตมลงในภาพ)

2.4 วตถหนงเคลอนทเปนวงกลม รศม 7 เมตร ดวยอตรา 5 รอบตอวนาท จงหาความเรงสศนยกลางของวตถ ............................................................................................................................. ............................................................... ............................................................................ ............................................................................................................................. ....... ................................................................................................................................................................................................................................................................. .......

2.5 วตถมวล 1 กโลกรม เคลอนทเปนวงกลมรศม 1 เมตร โดยมความถ 7 รอบตอวนาท แรงสศนยกลางทกระท าตอวตถนมคาเทาใด............................................................................................................................. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....... ............................................................................................................................. .................................................................................................................................. .........

C

A

B

D

26 หนา


การทวตถหรอรถจะเลยวโคงตองมแรงสศนยกลางเสมอ ในขณะทรถเลยวโคงแรงสศนยกลางทกระท าตอรถกคอ แรงเสยดทานนนเอง โดยแรงเสยดทานมทศเขาสศนยกลางในขณะทรถเลยวโคงการหาความเรวทพอดท าใหรถเลยวโคงได

จะไดวา cF = f = R

mv2

เมอ f คอ แรงเสยดทานระหวางลอกบถนน มหนวยเปนนวตน (N)

ภาพท 6.5 แรงเสยดทานมทศเขาสศนยกลางในขณะทรถเลยวโคง

รถจะเลยวโคงไดดวยความเรวมากหรอนอยขนอยกบรศม (R) วงกลมของทางโคง และมม ทรถเอยงจากแนวดง ถา R และ มคามาก รถจะเลยวโคงไดดวยความเรวสง

ภาพท 6.6 รถจกรยานยนตเอยงรถเมอเลยวโคง

เสรมควำมร

เรอง เลยวโคงอยำงปลอดภย

f = N

N =

mg

หนา

27


บางครงเราจะพบวานกแขงรถใชวธเลยวขามชองทางเดนรถ ซงชวยใหรศมของการเคลอนทเพมมากขน แตไมสามารถท าไดบนถนนจรงเพราะอาจท าใหเกดอบตเหตได การขบรถบนถนนโคงตองใชความระมดระวง ไมขบรถดวยความเรวเกนกวาทกฎหมายก าหนด นอกจากนเพอปองกนอนตรายยงมการออกแบบถนนใหลาดเอยงเขาหาศนยกลางความโคงซงชวยใหรถทเลยวโคงเกาะถนนไดดขน

ภาพท 6.7 รถเลยวโคงบนถนนเอยง

28 หนา


1) ถาขบรถรอบสนามรปวงกลมดวยความเรวคงท จะมความเรงหรอไม ก. ม มทศพงออกจากจดศนยกลาง ข. ม มทศพงเขาสศนยกลาง ค. ม มทศไมแนนอน ง. ไมม

2) แรงทกระท าตอวตถและความเรวของ

วตถทเคลอนทในแนววงกลม จะมความสมพนธกนในลกษณะใด ก. มทศตงฉากกน ข. มทศทางตรงกนขามกน ค. มทศทางไปในแนวเดยวกน ง. ท ามมตอกนระหวาง 0 ถง 180 องศา

3) คาบของการเคลอนท หมายถงอะไร

ก. ระยะทางทเคลอนทไดใน 1 รอบ

ข. เวลาในการเคลอนทไดใน 1 รอบ

ค. การกระจดทเคลอนทไดใน 1 รอบ

ง. ความเรงของวตถในการเคลอนท 1

รอบ

4) ขอสรปใดบอกความหมายของความถของวตถไดถกตอง ก. จ านวนรอบทวตถเคลอนทไดใน 1

หนวยเวลา ข. ชวงเวลาทวตถใชในการเคลอนทครบ

1 รอบ ค. ระยะทางทวตถเคลอนทไดใน 1

หนวยเวลา ง. จ านวนรอบทวตถเคลอนทไดตลอด

การเคลอนท

5) การทดลองแกวงจกยางทผกอยกบเสนเชอกผานทอพวซนน ถารศมของการเคลอนทคงตว และขนาดของแรงดงในเสนเชอกเพมขน คาบเวลาของการเคลอนทจะเปนอยางไร ก. เพมขน

ข. ลดลง

ค. เทาเดม

ง. ขอมลยงไมเพยงพอ

แบบทดสอบหลงเรยน


ค าชแจง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงค าตอบเดยว แลวท าเครองหมาย

ลงในกระดาษค าตอบ

หนา

29


6) น าถงใสน ามวล 2 kg ผกเชอกยาว 1 m แลวแกวงใหเคลอนทเปนวงกลมตามแนวระดบดวยอตราเรวคงท 2 รอบตอวนาท พบวาน าไมหกจากถง จงหาความเรงสศนยกลางของถงใสน า ก. 1 m/s2 ข. 2 m/s2 ค. 4 m/s2 ง. 8 m/s2

7) เพราะเหตใดรถยนตทแลนบนถนนราบดวยอตราเรวเทากน เมอเลยวโคงดวยรศมความโคงสนมากจงมโอกาสไถลออกนอกทางไดมากกวาการเลยวโคงทมรศมความโคงยาวมาก ก. การเลยวในถนนทมรศมความโคงสน

ตองใชแรงสศนยกลางมากกวาถนน


ข. การเลยวในถนนทมรศมความโคงสน

ตองใชแรงสศนยกลางนอยกวา ถนน


ค. การเลยวในถนนทมรศมความโคงสน

มแรงเสยดทานทท าหนาทเปนแรงส

ศนยกลางไมเพยงพอ

ง. ถกทงขอ ก และ ค

8) สถานการณใดตอไปนมโอกาสท าใหรถยนตหลดโคง ก. เอกบรรทกกอนหนมาเตมคนรถ

ข. ตนใชวธการตดโคงเพอลดรศมโคง

ค. นทเพมความเรวรถยนตกอนเขาโคง

ง. ทรายลดความเรวความเรวรถยนต

กอนเขาโคง

9) รถไตถงเคลอนทดวยอตราเรวสม าเสมอและวงครบรอบได 5 รอบในเวลา 10 วนาท ความถจะเปนเทาใด ก. 2.5 Hz ข. 1.5 Hz ค. 0.5 Hz ง. 0.4 Hz

10) ลกตมผกตดอยกบเชอกยาว 1 เมตร ถก

แกวงใหเคลอนทดวยอตราเรวสม าเสมอแกวงได 10 รอบในเวลา 20 วนาท คาบจะเปนเทาใด ก. 0.5 วนาท ข. 1 วนาท ค. 1.5 วนาท ง. 2 วนาท

30 หนา


ขอท ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

กระดำษค ำตอบแบบทดสอบหลงเรยน


ชอ..........................................................................ชนมธยมศกษาปท 5/.......เลขท.........

คะแนนหลงเรยน

คะแนนทได

คะแนนเตม 10

เกงมากคะ...ไมยากเกนความ

พยายามของนกเรยนใชไหมคะ

หนา

31


กระทรวงศกษาธการ. หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551.

กรงเทพฯ: โรงพมพชมนมสหกรณการเกษตรแหงประเทศไทย, 2552.

ชวง ทมทตชงค. Hi-ED’s Physics ฟสกส ม.4 – 6 (รายวชาพนฐาน). กรงเทพฯ:

โรงพมพไฮเอดพบลชชง, 2554.

ชวลต เลาหอดมพนธ. ฟสกสขนมหวาน เลมท 1. พมพครงท 7. กรงเทพฯ: จฬาลงกรณ

มหาวทยาลย, 2556.

นรนดร สวรตน. คมอสาระการเรยนรวทยาศาสตร รายวชาพนฐานฟสกส ม.4 – 6

ส าหรบนกเรยนทไมเนนวทยาศาสตร. กรงเทพฯ: โรงพมพเพมทรพยการพมพ,

2554.

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.). คมอครหนงสอเรยนแรงและการเคลอนทพลงงาน

ชนมธยมศกษาปท 4 - 6. กรงเทพฯ: สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.) จ ากด,

2553.

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย, กระทรวงศกษาธการ. คมอครรายวชา

พนฐาน วทยาศาสตร การเคลอนทและแรงในธรรมชาต ชนมธยมศกษาปท

4 – 6 ส าหรบนกเรยนทไมเนนวทยาศาสตร. กรงเทพฯ: โรงพมพ สกสค.

ลาดพราว, 2554.

ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน, กระทรวงศกษาธการ. ตวชวดและสาระการ

เรยนรแกนกลาง กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร. กรงเทพฯ: โรงพมพชมนม

สหกรณการเกษตรแหงประเทศไทย, 2551.

อวรทธ วเศษชาต. 100 จดเนน ฟสกส ม.4-5-6. กรงเทพฯ: โรงพมพไฮเอดพบลชชง,

2556.

I.E.Irodov. Problems in General Physics. Moscow: Mir Publishers, 1988.

Serway, R.A. and Faughn, J.S. Holt Physics. Austin: Holt, Rinehart and Winston,

2009.

บรรณำนกรม

32 หนา


............................................................................................................................. .......

....................................................................... .............................................................

....................................................................

............................................................................................................................. .......

............................................................................................................................. ....... 2.1 จากรปเมอวตถเคลอนทจากต าแหนง A มา B มาถงต าแหนง C ปรากฏวาเชอกขาด

วตถจะเคลอนทตอไปตามเสนทางใด (เตมลงในภาพ)

2.2 วตถหนงเคลอนทเปนวงกลม รศม 7 เมตร ดวยอตรา 5 รอบตอวนาท จงหาความเรงสศนยกลางของวตถ ............................................................................................................................. ................................................................................ ........................................................... ............................................................................................................................. ....... ................................................................................................................................................................................................................................................................. .......

2.3 วตถมวล 1 กโลกรม เคลอนทเปนวงกลมรศม 1 เมตร โดยมความถ 7 รอบตอวนาท แรงสศนยกลางทกระท าตอวตถนมคาเทาใด............................................................................................................................. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....... ................................................................................................................................................................................................................................................................. .......

C

A

B

D

หนา

33


ประวตสวนตว ชอ – สกล นางสาวนสา พนละภะ วน/เดอน/ป เกด 2 มนาคม 2525 อายราชการ 13 ป ต าแหนงปจจบน คร วทยฐานะช านาญการ โรงเรยนสตรภเกต

จงหวดภเกต สงกด สพม.14

ประวตการศกษา ระดบชนประถมศกษา โรงเรยนวดเสมยนนาร กรงเทพมหานคร

โรงเรยนเทศบาลปลกปญญา จงหวดภเกต ระดบมธยมศกษาตอนตน โรงเรยนสตรภเกต จงหวดภเกต ระดบมธยมศกษาตอนปลาย โรงเรยนภเกตวทยาลย จงหวดภเกต ระดบปรญญาตร มหาวทยาลยทกษณ จงหวดสงขลา

วฒ วทยาศาตรบณฑต วชาเอก ฟสกส ระดบประกาศนยบตรบณฑต มหาวทยาลยทกษณ จงหวดสงขลา

วฒ ประกาศนยบตรบณฑตวชาชพคร (การสอน) ระดบปรญญาโท มหาวทยาลยเกษตรศาสตร กรงเทพมหานคร

วฒ ศกษาศาสตรมหาบณฑต วชาเอก วทยาศาสตรศกษา (รบทน สควค.ระดบมธยมศกษาตอนปลาย – ปรญญาโท)

ประวตการรบราชการ พ.ศ. 2548 ครผชวย โรงเรยนบานทงคา “บณยขจรประชาอาสา”

จงหวดภเกต พ.ศ. 2550 คร คศ.1 โรงเรยนบานทงคา “บณยขจรประชาอาสา”

จงหวดภเกต พ.ศ. 2556 คร คศ.2 โรงเรยนบานทงคา “บณยขจรประชาอาสา”

จงหวดภเกต พ.ศ. 2557 – ปจจบน คร คศ.2 โรงเรยนสตรภเกต จงหวดภเกต

ประวตผจดท า

ค ำน ำ1) อธ บายได ว าเม อแกว งว ตถ ให เคล...

Documents