1

2

ค าน า

เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรจดท าขนมา เพอใชประกอบรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา หนวยการเรยนร เรอง แรงและการเคลอนท รายวชาฟสกสเบองตน (ว 23202) ในหวขอเรอง แรงพยง (Buoyant Force) ส าหรบนกเรยนระดบชนมธยมศกษาปท 3 หนวยการเรยนรนมเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรทงหมด 3 เลม ไดแก เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร เลมท 1 กฎการเคลอนทของนวตนและโมเมนตของแรง เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร เลมท 2 แรงพยง (Buoyant Force) เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร เลมท 3 แรงเสยดทาน (Friction Force) การจดกจกรรมการเรยนรตามขนตอนทไดน าเสนอไวในเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรเล มน เพอตองการสงเสรมใหนกเรยนเกดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา ซงในแตละกจกรรมเนนใหนกเรยนน าปญหาทอยใกลตวมาใชเปนประเดนเรมตนในการท ากจกรรมการเรยนร โดยนกเรยนรวมกนลงมอปฏบตกจกรรมจนเกดความรความเขาใจ พรอมทกษะกระบวนการทส าคญ จนสามารถน าไปใชในการออกแบบและสรางชนงานหรอวธการแกปญหาไดอยางมประสทธภาพ ส าหรบรปแบบการจดการเรยนรทผศกษาออกแบบและพฒนาขนมานน ไดน าหลกการ แนวคด และทฤษฎการจดการเรยนรวฏจกร 5E กบกระบวนการออกแบบทางวศวกรรม (Engineering Design Process) ของ สสวท. มาวเคราะหและสงเคราะหจนเกดรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา มอยดวยกน 4 ขนตอน ดงน ขนท 1 เราความสนใจ (Engage) กระตนใหนกเรยนเกดความสนใจใครรดวยสถานการณปญหาทอยใกลตวมาเปนประเดนเรมตนในการเรยนร นกเรยนรวมกนวเคราะหหาสาเหต เงอนไข และขอจ ากดของสถานการณปญหานน รวมทงวเคราะหองคความรทางวทยาศาสตร คณตศาสตร เทคโนโลย หรอสาขาวชาอนทจ าเปนตองน ามาใชแกปญหาตามสถานการณทก าหนด ใชค าถามทเปนการตรวจสอบความรความเขาใจเดมของนกเรยน ขนท 2 ส ารวจตรวจสอบ (Investigate) นกเรยนรวมกนสรางองคความรดวยตนเองโดยการลงมอปฏบต เพอจะน าองคความรไปใชในการแกปญหา ผานกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตรรวมกบการค านวณทางคณตศาสตรพนฐาน และการใชเทคโนโลยในการสบคนขอมลสารสนเทศจากแหลงทมความนาเชอถอ แลวนกเรยนรวมกนวเคราะหแลกเปลยนความคดเหนจนสามารถสรปเปนองคความร ส าหรบน าไปใชแกปญหาตามเงอนไขและขอจ ากดทก าหนด ขนท 3 ขยายความร (Elaborate) นกเรยนน าองคความรดานวทยาศาสตร คณตศาสตร ทไดรบมาบรณาการรวมกบสาขาวชาอน ๆ ทจ าเปนตองน ามาใชแกปญหาตามสถานการณทก าหนด จากนกเรยนรวมกนออกแบบและรางแบบชนงานหรอวธการแกปญหาทมความหลากหลายบนพนฐานของหลกการ แนวคด และทฤษฎทไดเรยนรมาแลว จากนนมการอภปรายแลกเปลยนความคดเหนถงขอดและขอจ ากดของแบบราง แลวลง

3

ความเหนรวมกนในตดสนใจเลอกแบบรางทมความเหมาะสม และเปนไปตามเงอนไขขอจ ากดของสถานการณปญหาทก าหนด ขนท 4 ประเมน (Evaluate) นกเรยนน าแบบรางไปสรางเปนชนงานหรอวธการแกปญหาตามสถานการณทก าหนด มการทดสอบประเมนความเหมาะสมของชนงานเปนตามเงอนไขและขอจ ากดในเบองตนหรอไม หากยงไมเปนไปตามเงอนไขใหนกเรยนรวมกนปรบปรงแกไข แลวน าเสนอผลการออกแบบและสรางชนงานหรอวธการแกปญหา โดยนกเรยนและครรวมกนอภปรายใหขอคดแลวลงขอสรปรวมกน ผศกษาหวงเปนอยางยงวา เอกสารประกอบกจกรรมการเรยนร เลม 2 แรงพยง จะสามารถพฒนานกเรยนใหมความรความเขาใจ เกดทกษะกระบวนการทส าคญในศตวรรษท 21 เหนคณคาและความส าคญของการเรยนรวทยาศาสตร คณตศาสตร และเทคโนโลยไดอยางมความหมายมากยงขน

กมล แกวออน คร โรงเรยนสงหบร

4

ค าแนะน าการใชส าหรบคร เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร เรอง แรงและการเคลอนท เลมท 2 แรงพยง (Buoyant Force) รายวชา ฟสกสเบองตน (ว 23202) ชนมธยมศกษาปท 3 เปนเอกสารทน าไปใชควบคกบแผนการจดการเรยนรท 2 เรอง สะพานปรมน า โดยใชรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา ซงมขอควรปฏบตและท าความเขาใจเบองตน ดงน 1. เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรน ใชรวมกบการด าเนนกจกรรมการเรยนรตามแผนการจดการเรยนรท 2 สะพานปรมน า ซงมองคความรทางดานวทยาศาสตรอยในรายวชา ฟสกสเบองตน (ว 23202) ของนกเรยนชนมธยมศกษาปท 3 จ านวน 6 คาบ 2. เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรประกอบดวย ปกนอก ปกใน ค าน า สารบญ ค าแนะน าการใชส าหรบคร แผนผงแสดงขนตอนการจดกจกรรมการเรยนรตามรปแบบกระบวนการจดการเรยนรทผศกษาพฒนาขน ค าแนะน าการใชส าหรบนกเรยน ผลการเรยนร สาระการเรยนร จดประสงคการเรยนร แบบทดสอบกอนเรยนและกระดาษค าตอบ กระบวนการจดการเรยนรทผศกษาพฒนาขน แบบทดสอบหลง เรยนและกระดาษค าตอบ แนวค าตอบ บรรณานกรม และแผนการจดกจกรรมการเรยนร 3. อธบายเกยวกบการใชเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรนรวมกบการจดกจกรรมการเรยนรรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา โดยนกเรยนเรมตนจากการอานแผนผงแสดงขนตอนการเรยนร ทใชเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรด วยรปแบบกระบวนการจดการเรยนร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา ค าแนะน าการใชส าหรบนกเรยน ผลการเรยนร สาระการเรยนร และจดประสงคการเรยนร เพอใหนกเรยนท าความเขาใจเกยวกบการใชเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร และปฏบตตามไดอยางถกตอง 4. เตรยมความพรอมในการจดกจกรรมการเรยนร โดยจดเตรยมสอและแหลงเรยนรไวใหพรอม จดท า ส ารวจอปกรณตาง ๆ วามความถกตองอย ในสภาพทสามารถน ามาใชไดหรอไม หากเกดการช ารดควรปรบปรงแกไข ศกษาล าดบขนตอนการใช และจดการสอใหเปนระบบ 5. ทงกอนและหลงการใชเอกสารประกอบการจดการเรยนรน ใหนกเรยนท าแบบทดสอบประจ าชด แลวบนทกผลคะแนนการทดสอบกอนและหลงการจดกจกรรมการเรยนรลงในแบบบนทกคะแนน 6. แบงกลมนกเรยนเปนกลมยอย กลมละ 4 – 5 คน โดยคละความสามารถของนกเรยน คอ เกง 1 – 2 คน ปานกลาง 2 คน และ ออน 1 คน แลวใหนกเรยนนงเรยนเปนกลมยอย 7. ใหนกเรยนศกษาเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร และลงมอปฏบตกจกรรมการเรยนรตามรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษาทผศกษาออกแบบและพฒนาขน ประกอบดวย 1) ขนสรางความสนใจ 2) ขนส ารวจตรวจสอบ 3) ขนขยายความร และ 4) ขนประเมน โดยครผสอนจะท าหนาทเปนผด าเนนกจกรรมการเรยนร กระตนกระบวนการท ากจกรรม เปนทปรกษาคอยใหค าแนะน า ชวยเหลอ และอ านวยความสะดวกในระหวางการท ากจกรรม 8. ควรด าเนนการจดกจกรรมการเรยนรตามล าดบขนตอนกอน – หลงใหถกตอง แตสามารถ ปรบประยกตใชไดตามบรบทและสงแวดลอมของโรงเรยน

5

แผนผงแสดงขนตอนการจดกจกรรมการเรยนร ดวยรปแบบกระบวนการจดการเรยนร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา

5

อานค าแนะน าการใชเอกสารประกอบการการจดกจกรรมการเรยนรรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E

ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 3

ศกษาและท าความเขาใจผลการเรยนร สาระการเรยนร และจดประสงคการเรยนร

ศกษาเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา โดยปฏบตกจกรรมตามขนตอน ดงน 1. ท าแบบทดสอบกอนเรยน 2. ท าใบกจกรรมการเรยนรท 1 – 3 3. ศกษาใบความร 4. ท าใบงานท 1 – 2 5. ท าใบกจกรรมการเรยนรท 4 6. ท าแบบทดสอบหลงเรยน

ตรวจสอบค าตอบแบบทดสอบกอน – หลงเรยน ใบกจกรรมการเรยนร และใบงาน จากแนวค าตอบสวนทายของเอกสาร

ประกอบการจดกจกรรมการเรยนร

ศกษาเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรเลมท 4 ตอไป

การประเมนผล

การประเมนผล

ผานเกณฑ

6

ค าแนะน าการใชส าหรบนกเรยน เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรรปแบบกระบวนการจดการเรยนรดวยวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา เลมท 2 เรอง แรงพยง ชนมธยมศกษาปท 3 ไดออกแบบและพฒนาขนมาเพอสงเสรมใหนกเรยนมผลสมฤทธทางการเรยนสงขน และบรรลตามผลการเรยนร ทก าหนดไว ซงกอนใชเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร นกเรยนควรปฏบตและท าความเขาใจตามล าดบขนตอน ดงน 1. เอกสารประกอบการจดการเรยนรรปแบบกระบวนการจดการเรยนรดวยวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา เลมท 2 เรอง แรงพยง ใชเวลาในการจดกจกรรมการเรยนร จ านวน 6 คาบ 2. อานและท าความเขาใจค าแนะน าการใชเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรใหชดเจน 3. อานผลการเรยนร สาระการเรยนร และจดประสงคการเรยนร 4. ท าแบบทดสอบกอนเรยน เรอง แรงพยง จ านวน 15 ขอ ลงในกระดาษค าตอบ 5. นกเรยนแตละกลมลงมอปฏบตตามกจกรรมการเรยนรทครก าหนดแตละขน เปนดงน ขนท 1 เราความสนใจ (Engage) ขนท 2 ส ารวจตรวจสอบ (Investigate) ขนท 3 ขยายความร (Elaborate) ขนท 4 ประเมน (Evaluate) 6. นกเรยนแตละกลมศกษา ท าความเขาใจ แลวลงมอท ากจกรรมการเรยนรตามเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรน 7. นกเรยนทกคนตองมความซอสตยตอตนเอง โดยไมเปดดแนวค าตอบทตอนทายของเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรน 8. ตรวจสอบใบกจกรรมการเรยนร ใบงาน และแบบฝก จากแนวค าตอบทอยตอนทายของเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรน 9. ท าแบบทดสอบหลงเรยน เรอง แรงพยง จ านวน 15 ขอ ลงในกระดาษค าตอบเพอตรวจสอบความกาวหนาทางการเรยน โดยนกเรยนตรวจค าตอบแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยนดวยตนเอง แลวบนทกผลคะแนนทไดลงในแบบบนทกคะแนน ซงนกเรยนตองท ากจกรรมใหไดรอยละ 80 จงจะผานเกณฑ ถานกเรยนไมผานเกณฑตามทก าหนดไว ใหทบทวนเนอหาแลวท าแบบทดสอบหลงเรยนอกครง หากผานเกณฑใหศกษาเอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร เลมท 3 ตอไป 10. กระบวนการเรยนรของนกเรยนภายในกลม ตองการใหนกเรยนระดมความคด แสดงความคดเหน รบฟงและยอมรบความคดเหนของเพอนในกลม สามารถลงความเหนรวมกนเพอตดสนใจในการเลอกแนวทางการแกปญหาทเหมาะสม มการชวยเหลอและแบงหนาทการท างานภายในกลม ไมควรหยอกลอหรอเลนกน ตงใจฟง คด ถาม เขยน และปฏบตอยางรอบคอบทกกจกรรม เพอประโยชนสงสดทางการเรยนรของตนเอง และใช เวลาในการเรยนรอยางมคณคา มความสข รวมทงท าใหตนเองมความรเพมพนมากยงขน สงผลใหม ผลสมฤทธทางการเรยนสงขนดวย

7

ผลการเรยนร / สาระการเรยนร / จดประสงคการเรยนร

ผลการเรยนร นกเรยนสามารถน าความรเกยวกบแรงพยงมาบรณาการรวมกบความรดานเทคโนโลย คณตศาสตร ผสมผสานกบกระบวนการออกแบบทางวศวกรรม ส าหรบน าไปใชแกปญหาทเกดขนในชวตประจ าวนได

สาระการเรยนร เมอวตถจมอยในของไหลอนไดแก ของเหลวและแกส จะมแรงดนเนองจากของเหลวหรอแกสกระท าตอวตถในทกทศทาง แตทศทางของแรงลพธจะมทศขนเพอตานทานการจมของวตถ เราเรยกแรงนวา แรงพยง (Buoyancy Force) โดยขนาดของแรงพยงหาไดจากการอาศยหลกการของอารคมดส ซงเขากลาววา “แรงพยงจะมขนาดเทากบน าหนกของของไหลทมปรมาตรเทากบวตถสวนทจม” ซงสามารถค านวณหาคาขนาดของแรงพยงได จดประสงคการเรยนร ดานความร (Knowledge: K)

1. อธบายความหนาแนนของวตถได 2. อธบายสมบตเกยวกบความหนาแนนของวตถได 3. บอกความหมายของแรงพยงทกระท าตอวตถได 4. อธบายลกษณะแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได

ดานทกษะกระบวนการ (Process: P) 5. ท าการทดลอง สงเกตผล วเคราะหผล สรปผล และน าเสนอเพอศกษาคาความหนาแนนของวตถและแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได 6. ค านวณหาคาของแรงพยงทกระท าตอวตถเมอวตถจมอยในของเหลวได 7. น าความรเกยวกบแรงพยงของของเหลวไปใชประโยชนในชวตประจ าวนได

ดานคณลกษณะอนพงประสงค (Attitude: A) 1. ใฝเรยนร 2. ตรงตอเวลา 3. ซอสตยสจรต 4. มความรบผดชอบ 5. มความมงมนในการท างาน (สามารถท างานรวมกบผอนไดอยางสรางสรรค) 6. รวมแสดงความคดเหนและยอมรบฟงความคดเหนของผอน

8

แบบทดสอบกอนเรยน เรอง แรงพยง ค าชแจง 1. แบบทดสอบนเปนชนดเลอกตอบ 4 ตวเลอก จ านวน 10 ขอ นกเรยนตองเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว โดยท าเครองหมาย X ลงในชอง ทตรงกบอกษร ก. ข. ค. หรอ ง. ในกระดาษค าตอบ 2. ก าหนดเวลาใหนกเรยนลงมอท าแบบทดสอบ 10 นาท และมคะแนนเตม 10 คะแนน 3. หามขดเขยนหรอท าเครองหมายใด ๆ ลงในแบบทดสอบ

----------------------------------------------------------------------------- 1. ความหนาแนน (Density) ของวตถ มความหมายตรงกบขอใด ก. อตราสวนระหวางมวลตอปรมาตรของวตถ ข. อตราสวนระหวางปรมาตรตอมวลของวตถ ค. เปนผลคณระหวางปรมาตรกบมวลของวตถ ง. เปนผลคณระหวางน าหนกกบปรมาตรของวตถ

2. ทองค า มคาความหนาแนนสมพทธ 19.3 จะมคาความหนาแนนเปนเทาใด

(ก าหนดให น าบรสทธมความหนาแนน 1.0 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร)

ก. 10.5 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

ข. 11.3 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

ค. 18.7 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

ง. 19.3 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

3. ของเหลวชนดหนงมความหนาแนน 0.8 กโลกรม/ลกบาศกเมตร ถาของเหลวนวดปรมาตรได 3.6 ลกบาศกเมตร เมอน าไปชงควรอานคามวลไดเทาใด ก. 2.80 กโลกรม ข. 2.88 กโลกรม ค. 4.40 กโลกรม ง. 4.50 กโลกรม

พจารณาตารางแสดงคามวลและปรมาตรของวตถ A, B, C และ D ก าหนดใหน ามความหนาแนน 1 กรม/ลกบาศก

เซนตเมตร เมอน าวตถทง 4 นใสลงไปในน า ใชตอบค าถาม 4 – 5

วตถ มวล (กรม) ปรมาตร (ลกบาศกเซนตเมตร) A 30 40 B 65 50 C 27 30 D 50 20

9

4. วตถใด มความหนาแนนมากทสด

ก. A ข. B

ค. C ง. D

5. วตถใด สามารถลอยน าได

ก. A และ B ข. B และ C

ค. A และ C ง. B และ D

6. สงใดของวตถท ไม เกยวของกบการจมหรอลอยของวตถ ก. มวล ข. สถานะ

ค. น าหนก ง. ปรมาตร

7. แรงพยงในของเหลว มความหมายตรงกบขอใด ก. วตถทจมในของเหลวออกแรงกระท าตอของเหลวนน ข. แรงทของเหลวพยงน าหนกของของเหลวทกระท าตอวตถ ค. แรงทวตถกระท ากบของเหลวเมอวตถหรอบางสวนของวตถจมอยในของเหลว ง. แรงเนองจากของเหลวกระท าตอวตถเมอวตถหรอบางสวนของวตถจมอยในของเหลว

8. พจารณาการจมของวตถ B ในน าดงรป ถาตองการใหวตถ B จมลงสกอนภาชนะ นกเรยนจะท าอยางไร

ก. เตมน ากลนลงไป ข. ใสน ามนพชจนเตม ค. เตมน าเกลอเขมขน ง. ตกน าในภาชนะออก

9. ถานกเรยนมวตถ A ซงมคาความหนาแนนเทากบความหนาแนนของน า เมอน าไปปลอยลงในน ามนผลควรจะเปนไปตามภาพมากทสด

10. เมอนกเรยนมองเหนวตถลอยอยบนผวน า ขอความใดกลาวถกตอง ก. วตถมคาความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน า ข. น าหนกของวตถมคาเทากบแรงพยงของน าทกระท าตอวตถ ค. ความหนาแนนของวตถมคาเทากบ 1 กรม/ลกบาศกเซนตเมตร ง. แรงพยงของน าทกระท าตอวตถจะตองมคามากกวาน าหนกของวตถ

10

11. กอนดนน ามนจมน าแตเมอน าดนน ามนกอนนปนเปนรปถวยพบวาลอยน าได ทเปนเชนนเพราะเหตใด ก. ความหนาแนนของดนน ามนลดลงจนนอยกวาความหนาแนนของน า ข. ดนน ามนทปนเปนรปถวยมความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน า ค. อตราสวนมวลตอปรมาตรของดนน ามนรปถวยมคานอยกวาความหนาแนนของน า ง. การปนดนน ามนเปนรปถวยท าใหมวลและปรมาตรเพมขนจงท าใหลอยบนผวน าได

มวตถกอนหนงเมอแขวนบนเครองชงสปรงอานคาได 8.54 นวตน แตเมอน าไปชงขณะทวตถอยในน า พบวา อานคาน าหนกของวตถบนเครองชงสปรงได 6.78 นวตน ใชตอบค าถาม 12 – 13

ก าหนดให ความหนาแนนของน า = 1,000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร และ คาความเรงโนมถวงของโลก = 10 เมตร/วนาท2

12. แรงพยงทกระท ากบวตถมคาเทาใด ก. 1.76 นวตน ข. 6.78 นวตน ค. 8.54 นวตน ง. 15.32 นวตน

13. วตถนมปรมาตรกลกบาศกเซนตเมตร ก. 176 ลกบาศกเซนตเมตร ข. 678 ลกบาศกเซนตเมตร ค. 854 ลกบาศกเซนตเมตร ง. 1,532 ลกบาศกเซนตเมตร

14. เมอวตถจมลงในของเหลวจะเกดแรงพยงทของเหลวกระท าตอวตถ ซงแรงพยงจะคามากหรอนอยขนอยกบปรมาณตาง ๆ เหลาน ยกเวน ขอใด ก. ปรมาตรของวตถสวนทจมในของเหลว ข. ปรมาตรของของเหลวทถกแทนท ค. ความหนาแนนของวตถ ง. ชนดของของเหลว

15. ปรากฏการณใดตอไปน ไม สามารถอธบายดวยหลกการของอารคมดสได ก. ปลอยโคมลอยหรอบอลลน ข. ภเขาน าแขงทสามารถลอยน าได ค. เรอก าลงแลนดวยความเรวทมากขน ง. น าหนกของวตถทเปลยนไปเมอชงในของเหลว

11

กระดาษค าตอบแบบทดสอบกอนเรยน

เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรส าหรบใชในรปแบบกระบวนการจดการเรยนร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา เรอง แรงและการเคลอนท รายวชา ฟสกสเบองตน (ว 23202)

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 3 เลมท 3 เรอง แรงพยง

ชอ – นามสกล .................................................................................... ชน ม. 3/......... เลขท.........

ค าชแจง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว โดยเขยนเครองหมาย X ลงในชอง

กระดาษค าตอบแบบทดสอบกอนเรยน เรอง ความหนาแนนและแรงพยง วนท......... เดอน.............................. พ.ศ. ...............

ขอ ก ข ค ง ถก/ผด ขอ ก ข ค ง ถก/ผด 1 9 2 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8

รวม สอบได

คะแนนเตม

ลงชอ (.........................................................) ผประเมน

12

รหสวชา ว 23202 ชอรายวชา ฟสกสเบองตน

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร จ านวน 1.0 หนวยกต จ านวน 6 คาบ

ครผสอน: นายกมล แกวออน วนท......... เดอน............................. พ.ศ. ...............

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- หนวยการเรยนรท 1 เรอง แรงและการเคลอนท: สะพานปรมน า 1. เปาหมายการเรยนร 1.1 ความเขาใจทคงทน นกเรยนสามารถน าความรเกยวกบแรงพยงมาบรณาการรวมกบความรดานเทคโนโลย คณตศาสตร ผสมผสานกบกระบวนการออกแบบทางวศวกรรม ส าหรบน าไปใชแกปญหาทเกดขนในชวตประจ าวนได

1.2 สาระ / มาตรฐานการเรยนร / ตวชวด สาระท 4: แรงและการเคลอนท มาตรฐาน ว 4.1 เขาใจธรรมชาตของแรงแมเหลกไฟฟา แรงโนมถวง และแรงนวเคลยร มกระบวนการสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและน าความรไปใชประโยชนอยางถกตองและมคณธรรม ตวชวดท ว 4.1 ม.3/3 ทดลองและอธบายแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถ สาระท 8: ธรรมชาตของวทยาศาสตรและเทคโนโลย

มาตรฐาน ว 8.1 ใชกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตรในการสบเสาะหาความร การแกปญหา รวาปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดขนสวนใหญมรปแบบทแนนอน สามารถอธบายและตรวจสอบได ภายใตขอมลและเครองมอทมอยในชวงเวลานน ๆ เขาใจวาวทยาศาสตร เทคโนโลย สงคม และสงแวดลอมมความเกยวของสมพนธกน

ว 8.1 ม.3/1 ตงค าถามทก าหนดประเดน หรอตวแปรทส าคญในการส ารวจตรวจสอบ หรอศกษาคนควาเรองทสนใจไดอยางครอบคลมและเชอถอได

ว 8.1 ม.3/2 สรางสมมตฐานทสามารถตรวจสอบไดและวางแผนการส ารวจตรวจสอบหลาย ๆ วธ ว 8.1 ม.3/4 รวบรวมขอมล จดกระท าขอมลเชงปรมาณและคณภาพ ว 8.1 ม.3/8 บนทกและอธบายผลการสงเกต การส ารวจตรวจสอบ คนควาเพมเตมจากแหลงความร

ตาง ๆ ใหไดขอมลทเชอถอได และยอมรบการเปลยนแปลงความรทคนพบ เมอมขอมลและประจกษพยานใหมเพมขนหรอโตแยงจากเดม

13

1.3 จดประสงคการเรยนร 1. อธบายความหนาแนนของวตถได 2. อธบายสมบตเกยวกบความหนาแนนของวตถได 3. บอกความหมายของแรงพยงทกระท าตอวตถได 4. อธบายลกษณะแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได

5. ท าการทดลอง สงเกตผล วเคราะหผล สรปผล และน าเสนอเพอศกษาแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได 6. ค านวณหาคาของแรงพยงทกระท าตอวตถเมอวตถจมอยในของเหลวได 7. น าความรเกยวกบแรงพยงของของเหลวไปใชประโยชนในชวตประจ าวนได

1.4 สาระส าคญ / ความคดรวบยอด เมอวตถจมอยในของไหลอนไดแก ของเหลวและแกส จะมแรงดนเนองจากของเหลวหรอแกสกระท าตอวตถในทกทศทาง แตทศทางของแรงลพธจะมทศขนเพอตานทานการจมของวตถ เราเรยกแรงนวา แรงพยง (Buoyancy Force) โดยขนาดของแรงพยงหาไดจากการอาศยหลกการของอารคมดส ซงเขากลาววา “แรงพยงจะมขนาดเทากบน าหนกของของไหลทมปรมาตรเทากบวตถสวนทจม” ซงสามารถค านวณหาคาขนาดของแรงพยงไดจาก

VgFB

เมอ FB คอ แรงพยง มหนวยเปน นวตน (N)

คอ ความหนาแนนของของเหลว มหนวยเปน กโลกรม/ลกบาศกเมตร (kg/m3)

V คอ ปรมาตรของเหลวทมคาเทากบปรมาตรของวตถสวนทจม มหนวย เปน ลกบาศกเมตร (m3)

g คอ คาความเรงโนมถวงของโลก มคา 9.8 เมตร/วนาท2

1.5 การบรณาการตามแนวทางสะเตมศกษา จดมงหมายของการจดการเรยนรในแผนน ตองการใหนกเรยนสามารถออกแบบและสรางสะพานเพอน ามาใชในการขามแมน า โดยองคความร ทกษะ และกระบวนการทน ามาใช จ าเปนตองมการบรการทางดานวชาวทยาศาสตร คณตศาสตร เทคโนโลย และวศวกรรมศาสตร ในลกษณะทเปนสหวทยาการโดยแตละวชามการน าไปใชรวมกนดงน 1. ดานวทยาศาสตร คอ หลกการ แนวคด และทฤษฎทเกยวกบแรงและผลของแรงทเกดขนกบวตถ ไดแก แรงพยงทเกดขนเมอวตถจมอยในของเหลว 2. ดานคณตศาสตร คอ การคดค านวณคาความหนาแนน มวล ปรมาตร หรอขนาดของแรงพยงทกระท าตอวตถเมอวตถจมอยในของเหลว

14

3. ดานเทคโนโลย คอ การน าความรเรองแรงพยงมาประยกตใชรวมกบความรอน ๆ เพอแกปญหา โดยเลอกใชวสดทเหมาะสมกบการน ามาใชสรางสะพานปรมน า การใชเทคโนโลย เชน คอมพวเตอรในการสบคนขอมล การใชเครองคดเลข หรอเครองมออน ๆ ชวยในการเกบขอมลการทดลอง 4. ดานวศวกรรมศาสตร คอ การน ากระบวนการออกแบบทางวศวกรรมมาใชเปนแนวทางในออกแบบ สรางและพฒนารปแบบของสะพานปรมน าทสามารถลอยหรอจมไดตามระดบของน าทเปลยนไปโดยน าไมลนมาบนสะพานนน

1.6 สมรรถนะส าคญของผเรยน . 1. ความสามารถในการคด 2. ความสามารถในการสอสาร 3. ความสามารถในการแกปญหา 4. ความสามารถในการใชเทคโนโลย 5. ความสามารถในการใชทกษะชวต

1.7 คณลกษณะอนพงประสงค 1. ใฝเรยนร 2. ตรงตอเวลา 3. ซอสตยสจรต 4. มความรบผดชอบ 5. มความมงมนในการท างาน (สามารถท างานรวมกบผอนไดอยางสรางสรรค) 6. รวมแสดงความคดเหนและยอมรบฟงความคดเหนของผอน

1.8 ทกษะการอาน คด วเคราะหและเขยน 1. การอาน 2. การคด 3. การวเคราะห 2. หลกฐานการเรยนร 2.1 ชนงาน / ภาระงาน 1. ใบกจกรรมการเรยนรท 1 ระบปญหาสะพานปรมน า 2. ใบกจกรรมการเรยนรท 2 การจมหรอลอยของวตถ 3. กระดาษพรฟส าหรบเขยนเพอน าเสนอผลการส ารวจตรวจสอบตามใบกจกรรมการเรยนรท 3 แรงพยงเปนอยางไร 4. ใบงานท 1 เรอง ความหนาแนน (Density) 5. ใบงานท 2 เรอง แรงพยง (Buoyant Force) 6. แบบรางสะพานจ าลองทมลกษณะเปนไปตามเงอนไขและขอจ ากดเบองตน

15

7. สะพานจ าลองทมลกษณะเปนไปเงอนไขและขอจ ากดเบองตน

2.2 การวดและประเมนผล 1. การวดและประเมนผลระหวางการจดการเรยนร

จดประสงคการเรยนร วธวดและประเมนผล เครองมอทใชวดและ

ประเมนผล เกณฑการวดและ

ประเมนผล 1. บอกความหมายของแรงพยงทกระท าตอวตถได

สงเกตและประเมนจากการตอบค าถาม

- ตอบค าถามไดถกตอง

รอยละ 70 2. อธบายลกษณะแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได

สงเกตและตรวจ ใบงาน

ใบงาน ปฏบตตามกจกรรมท

ก าหนด 3. ท าการทดลอง สงเกตผล วเคราะหผล สรปผล และน าเสนอเพอศกษาแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได

สงเกตและตรวจ ใบบนทกกจกรรม

ใบบนทกกจกรรม คดค านวณไดถกตอง

รอยละ 80

4. ค านวณหาคาของแรงพยงทกระท าตอวตถเมอวตถจมอยในของเหลวได

สงเกตและประเมนจากการตอบค าถาม

- ตอบค าถามไดถกตอง

รอยละ 70 5. น าความรเกยวกบแรงพยงของของเหลวไปใชประโยชนในชวตประจ าวนได

สงเกตและประเมนจากแบบหรอสะพานท

สรางขน

แบบประเมนการใหคะแนนแบบสะพาน

หรอแบบจ าลองสะพาน

เขยนอธบายถกตองตามหลกการ รอยละ 70

เกณฑการประเมน รอยละ 70 ผาน เกณฑการตดสน รอยละ 50 ผานการตดสนผลการเรยนรายหนวย

2. การประเมนผลเมอสนสดกจกรรมการเรยนร ชนงาน/ภาระงาน วธการประเมน เครองมอ เกณฑการประเมน

การสรางสะพานจ าลองทสอดคลองกบเงอนไข ขอจ ากด

ตามทก าหนด

ตรวจสอบความถกตองการสรางสะพานจ าลอง

แบบบนทกผลการผลการสรางสะพานจ าลอง

ความถกตองของวธการและกระบวนการรอยละ 70

เกณฑการประเมน รอยละ 70 ผานการประเมน เกณฑการตดสน รอยละ 50 ผานการตดสนผลการเรยนรายหนวย

16

3. การจดการเรยนร 3.1 ขนเราความสนใจ (Engage) ใชเวลาในการท ากจกรรมการเรยนร จ านวน 30 นาท 1. ครก าหนดสถานการณปญหา โดยใหนกเรยนแตละกลมทมสมาชกกลมละ 4 – 5 คน รวมกนวเคราะหเงอนไข ขอจ ากด หลกการ แนวคด และทฤษฎทางวทยาศาสตร คณตศาสตร หรออน ๆ ทจ าเปนตองใชในการแกปญหาจากสถานการณทก าหนด ดวยการศกษาจากใบกจกรรมการเรยนรท 1 ระบปญหาสะพานปรมน า 2. จากนนครพยายามตงค าถามเพอใหนกเรยนแตละกลมเกดการระดมความคดในการระบประเดนปญหา เปนแนวทางในเบองตนส าหรบการตอบค าถามในใบกจกรรมการเรยนรท 1 ระบปญหาสะพานปรมน า - พจารณาจากภาพเปนลกษณะของนกทองเทยวทก าลงเดนขามคลองไปตามสะพานทมลกษณะดงรป นกเรยนคดวา สะพานนมความพเศษกวาสะพานขามคลองอน ๆ อยางไร (ตอบ เปนสะพานทอยใกลกบผวน า นกทองเทยวสามารถสมผสและมองเหนปลาในน าไดอยางใกลชด) 3. นกเรยนและครรวมกนอภปรายกอนวา สะพานนสรางขนมาไดอยางไร เมอสงเกตจากภาพจะเหนวา สะพานมการฝงอยในดน จงขยบไมได ดานลางนาจะมการท าใหเปนชองทน าสามารถไหลผานได นกเรยนแตละกลมรวมกนระดมความคด เพอตอบค าถามในใบกจกรรมการเรยนรท 1 ระบปญหาสะพานปรมน า 4. เมอนกเรยนแตละกลมรวมกนตอบค าถามในใบกจกรรมการเรยนรท 1 เสรจเรยบรอยแลว ครสม

เรยกนกเรยน 2 – 3 กลม ออกมาน าเสนอผลของการระดมความคดรวมกนเกยวกบปญหาในสถานการณทก าหนด

5. นกเรยนและครรวมกนสรปเพอระบปญหา เงอนไข และขอจ ากดทแทจรง ส าหรบการน าไปใช

ออกแบบและสรางสะพานจ าลอง ดวยการเขยนเปนผงมโนทศนสรปของแตละกลมลงในกระดาษพรฟแผนใหญ

6. ครก าหนดภาระงานใหนกเรยนแตละกลมออกแบบและสรางเปนสะพานจ าลองตามเงอนไข ขอจ ากด

ของสถานการณทก าหนด โดยเงอนไข คอ สะพานตองอยในสภาพทลอยปรมน าตลอดเวลา ในขณะคนทเดนขาม

สามารถสมผสกบน าได

3.2 ขนส ารวจตรวจสอบ (Explore and Explain = Investigation) ใชเวลาในการท ากจกรรมการเรยนร จ านวน 120 นาท 1. นกท าแบบทดสอบกอนเรยน เรอง แรงพยง เปนเวลา 10 นาท จากนนนกเรยนและครรวมกนอภปรายเพอลงขอสรปวา การจมการลอยของวตถนน เกยวของกบคาความหนาแนนของวตถและแรงพยง โดยครตงค าถามเพอตรวจสอบความเขาใจเดมของนกเรยน และอธบายแนวคดพนฐานทเกยวของ ซงนกเรยนอาจจะยงไมเขาใจหรอมความเขาใจทคลาดเคลอน 2. นกเรยนแตละกลมท าการทดลองดวยการส ารวจตรวจสอบ เพอใหเกดความรความเขาใจในหลกการทางวทยาศาสตรทส าคญกบการน ามาใชออกแบบและสรางแบบจ าลองในครงน ตามใบกจกรรมการเรยนรท 2 ความหนาแนน และใบกจกรรมการเรยนรท 3 แรงพยงเปนอยางไร (มอบหมายใหนกเรยนแตละกลมมาท ากจกรรมการเรยนรทง 2 กจกรรมนอกเวลา) 3. นกเรยนและครรวมกนสรปองคความรทไดรบเมอนกเรยนท ากจกรรมการส ารวจตรวจสอบตามใบกจกรรมการเรยนรท 2 และ 3 พรอมกบมอบหมายใหนกเรยนท าการศกษาคนควา และสบคนขอมลเกยวกบองคความรอนทจ าเปนส าหรบน ามาใชในการสรางสะพานปรมน าน ไดแก การศกษาวสดทเหมาะสมส าหรบการ

17

น ามาใชท าสะพาน การก าหนดมาตรสวนเพอน ามาใชในการออกแบบสะพานจ าลอง จากนนนกเรยนแตละกลมสรปองคความรในแตละประเดนเปนความคดรวบยอด (Concept Map) แสดงรายละเอยดในแตละประเดนอยางถกตองชดเจน ลงในกระดาษพรฟแผนใหญเดม โดยเพมในสวนของแนวคดหลก องคความร และเงอนไขทจ าเปนส าหรบออกแบบและสรางสะพานจ าลอง แลวน าเสนอดวยการแสดงเหตและผลเชอมโยงหลกการ แนวคด และทฤษฎทางวทยาศาสตรทเกยวของ รวมทงเงอนไขขอจ ากดและองคความรอนทจ าเปนส าหรบน ามาใชสรางสะพานในครงน 4. นกเรยนและครรวมกนสรปหลกการ แนวคด ทฤษฎ เงอนไข และขอจ ากดทจ าเปนตองน ามาใชในการออกแบบและสรางสะพานในครงน 5. นกเรยนแตละกลมรวมกนระดมความคด อภปรายแสดงความคดเหนและลงขอสรป แลวรวมกน

เขยนแบบรางสะพานปรมน าจ าลองตามเงอนไขและขอจ ากด

6. นกเรยนแตละกลมน าเสนอแบบรางสะพานจ าลองทลงความเหนไว แลวรวมกนแลกเปลยนความ

คดเหนกบเพอนกลมอนโดยใชกจกรรมแกลเลอร วอลค (Gallery Walk) ใหนกเรยนแตละกลมเดนชมและให

ขอเสนอแนะกบเพอนกลมอนเวยนกนจนครบทกกลม (โดยใชนอกเวลาเรยน)

3.4 ขนขยายมโมทศน (Elaboration) ใชเวลาในการท ากจกรรมการเรยนร จ านวน 50 นาท 1. นกเรยนแตละกลมน าขอเสนอแนะของเพอนไปปรบปรงแกไข เพอใหแบบรางสะพานจ าลองมความ

เหมาะสมและเปนไปตามเงอนไขของปญหามากยงขน แลวมอบหมายใหนกเรยนแตละกลมไปสรางแบบจ าลอง

สะพานปรมน าตามเงอนไขและขอจ ากดทก าหนด

2. มอบหมายใหนกเรยนแตละกลมกลบไปสรางสะพานจ าลองใหมลกษณะสอดคลองกบแบบทนกเรยน

แตละกลมรางไว โดยใหเวลาสราง 1 สปดาห

3.5 ขนประเมนผล (Evaluation) ใชเวลาในการท ากจกรรมการเรยนร จ านวน 100 นาท 1. เมอนกเรยนแตละกลมสรางสะพานจ าลองเสรจแลว ใหท าการวางแผนเพอทดสอบวาสะพานจ าลองท

สรางขนมานน สามารถแกปญหาหรอเงอนไขตามทระบไวในเบองตนไดหรอไม

2. หลงจากทท าการทดสอบแลว ใหนกเรยนแตละกลมท าการปรบปรงแกไขรปแบบของสะพานจ าลองใหสอดคลองกบปญหาและเปนไปตามเงอนไขทก าหนด 3. นกเรยนแตละกลมรวมกนออกแบบวธการน าเสนอรปแบบสะพานทนกเรยนเรมจากระบปญหา

ออกแบบ เลอก สราง และทดสอบใหมความนาสนใจ แปลกใหม โดยน าเสนอใหกบเพอนรวมชนเรยน

4. นกเรยนและครรวมกนสรปหลกการ แนวคด และสงทนกเรยนไดรบจากการท ากจกรรมการสรางสะพานปรมน า โดยสรปเปนผงมโนทศนตงเรมตนจากการก าหนดปญหาไปสกระบวนการตาง ๆ จนสดทายนกเรยนไดรปแบบสะพานทเปนไปตามเงอนทครก าหนด 5. ครใหนกเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยน จ านวน 10 ขอ (10 นาท) โดยประเมนนกเรยนจากประจกษพยานและวธ/เกณฑการประเมนตามสภาพจรง ดงน

18

- การอธบายค าตอบในใบกจกรรมการเรยนรและใบงาน และการแสดงความคดเหนระหวางท ากจกรรม - การท างานเปนกลม - การตอบค าถามสะทอนความคด - ชนงาน/แบบจ าลอง - อาน คด วเคราะห และเขยนสอความ - คณลกษณะอนพงประสงคของนกเรยน 4. การจดการประสบการณการเรยนร 4.1 แหลงเรยนร เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนร เรอง แรงพยง

4.2 สอ/เทคโนโลยทใช มอถอสมารทโฟน

4.3 การบรณาการเชอมโยงกบจดเนน เรอง การพฒนาทกษะการอาน คดวเคราะห

4.4 แหลงคนควาเพมเตม - อนเตอรเนต - หองสมดของโรงเรยน 5. บนทกผลหลงสอน 5.1 ผลการสอน ................................................................................................................................................................................................................................................................................ ....................................................................................... .............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................... ................................................................................................

19

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

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

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

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

............................................................................................................................. ....................................................... 5.2 ปญหาอปสรรค ................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................... .............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................. ...........................................................................................................................................................................................................................................

5.3 แนวทางการแกไข ................................................................................................................................................................................................................................................. ...................................................................................................................... .............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................ .......................

ลงชอ............................................. ครผสอน ( นายกมล แกวออน )

......... / .............................. / ..........

20

แบบประเมนผงมโนทศน

ค าชแจง 1. ใหพจารณาความสอดคลองระหวางลกษณะทสงเกตไดกบรายการประเมนผงความคด โดยใชเกณฑตอไปน 2. ใหเขยนเครองหมาย ในชองผลการประเมน

ขอ รายการ ผลการประเมน 5 4 3 2 1

1 มชอผงความคดพรอมรายละเอยดทเหมาะสม 2 มความประณตในการท า 3 สาระ เนอหา และขอมลถกตอง 4 การสะกดค า เครองหมาย และการใชภาษามความถกตอง 5 น าเสนอสาระและขอมลทอานและดไดงาย ชวนใหตดตาม 6 ขอมลทน าเสนอมความสมพนธและเชอมโยงไดชดเจนถกตอง 7 เลอกรปแบบการน าเสนอทเหมาะสมกบขอมลและจดมงหมายในการน าเสนอ 8 น าเสนอขอมลและสาระตรงตามหวขอ 9 เปนผงความคดทมองคประกอบอยางครบถวนตามทก าหนด 10 ผลงานผงความคดแสดงใหเหนถงศกยภาพของนกเรยน

รวม

1 = ปรบปรง 2 = พอใจ 3 = ปานกลาง 4 = ด 5 = ดมาก

21

แบบประเมนคณลกษณะอนพงประสงค

แผนท................. ชน................... วชา.................................................... ครผสอน................................................ ... เลขท ชอ-นามสกล รกชาต

ศาสน กษตรย

ซอสตยสจรต

มวนย ใฝเรยนร อยอยางพอเพยง

มงมนในการ

ท างาน

รกความเปนไทย

มจตสาธารณะ

สรปผลการ

ประเมน

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

สรปนกเรยนทมผลการประเมนคณลกษณะอนพงประสงคระดบดขนไปมจ านวน ........... คน คดเปนรอยละ............

เกณฑการประเมน 3 = ดเยยม 2 = ด 1 = พอใช หมายเหต คณลกษณะอนพงประสงคในการแตละแผนการจดการเรยนร จะประเมนในหวขอไมเหมอนกน ดงนนการประเมนใหประเมนเฉพาะคณลกษณะอนพงประสงคทระบอยในแผนการจดการเรยนรนน ๆ

22

แบบประเมนการออกแบบและสรางชนงาน

ค าชแจง: ใชประเมนการออกแบบหรอชนงานของนกเรยนแตละกลม ภายหลงเมอน าหลกการ แนวคด และทฤษฎทางวทยาศาสตรไปบรณาการรวมกบคณตศาสตร เทคโนโลย และวศวกรรมศาสตร เพอสรางแบบหรอชนงานตามเงอนไขขอจ ากดของปญหาทก าหนด

กลมท

การบ

รณาก

ารสะ

เตมศ

กษา

ความ

ส าเรจ

ของง

าน

ประส

ทธภา

พของ

ชนงา

น

การท

างาน

รวมก

น

ความ

คดสร

างสร

รค

รวม

สรปผลการประเมน

4 4 4 4 4 20 ผาน ไมผาน

รวม

รอยละ

ลงชอ …………………………... ผประเมน ( นายกมล แกวออน ) วน………เดอน….................…..พ.ศ.…...

23

เกณฑการตดสน

คะแนนทได (20 คะแนน) ระดบคณภาพ

17 - 20 ดมาก

14 - 16 ด

11 - 13 พอใช

ต ากวา 10 ปรบปรง

24

แบบประเมนการท าเสนอผลงานกลม

รายการประเมน คะแนน กลมท หมายเหต 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. เทคนคการน าเสนอ 5 2. ความรวมมอภายในกลม 5 3. สอ/อปกรณทใชในการรายงาน 5 4. สาระทไดจากการรายงาน 5

รวม 20

กลมทประเมน........................................................................... สมาชก

1. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

2. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

3. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

4. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

5. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

เกณฑการประเมน

- ผานเกณฑการประเมนตงแต 11 คะแนนขนไป - ระดบพอใช 12 – 15 คะแนน - ระดบดตงแต 16 คะแนนขนไป

25

แบบประเมนผลการเรยนรดวยตนเอง

ใหนกเรยนประเมนตนเองจากผลทไดจากการเรยนรในวชาฟสกสเบองตน โดยท าเครองหมาย ลงในชองทตรงกบระดบความพงพอใจของนกเรยนทมในแตละหวขอ

คาบท เรอง/หวขอยอย ระดบความพงพอใจ

บนทกเพมเตม มาก ปานกลาง นอย

1 – 2

3 – 4

5 – 6

7 – 8

9 – 10

11 - 12

13 – 14

15 – 16

17 – 18

19 – 20

26

การประเมนและสะทอนตนเองหลงเสรจสนการเรยนรในแตละแผนการจดการเรยนร (Self – Reflection)

1. การประเมนตนเองของผเรยน ใหด าเนนการดงน 1.1 ครทบทวนผลการเรยนรประจ าหนวยทกขอ ใหนกเรยนไดทราบ โดยอาจเขยนไวบนกระดานพรอมทงทบทวนถงหวขอกจกรรมการเรยนรวาไดเรยนอะไรบาง 1.2 ใหนกเรยนเขยนบนทกการประเมนตนเองไวในสมดงานดานหลงตามหวขอดงน บนทกการประเมนและสะทอนตนเองประจ าหนวยท................................................... วน/เดอน/ป ทบนทก ............/ .................................../ ....................... รายการบนทก 1. จากการเรยนทผานมาไดรบความรอะไรบาง ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. ปจจบนสามารถปฏบตสงใดไดแลวบาง ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. สงทยงไมรและไมเขาใจอยางชดเจน มอะไรบาง ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. ผลงานหรอชนงานทเนนความภาคภมใจจากการเรยนในหนวยนคออะไร ท าไมจงภาคภมใจ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

27

ใบกจกรรมการเรยนรท 1 เรอง การระบปญหาสะพานปรมน า

รายชอสมาชกในกลม วน……เดอน….…....................………..พ.ศ.………….

6. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

7. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

8. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

9. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

10. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

ค าชแจง ใหนกเรยนแตละกลมรวมกนระดมความคดเพอตอบค าถามเกยวกบสถานการณปญหาตอไปน

1. จากสถานการณปญหาขางตน จงรวมกนคดวเคราะหและตอบค าถามตอไปน

1.1 สงทเปนปญหาหรอความจ าเปนคออะไร

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

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

1.2 ปญหาหรอความจ าเปนทเกดขนเปนของใคร

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

สถานการณปญหา : สะพานปรมน า

นกจดสวนของสวนสตวแหงหนงตองการปรบภมทศนบรเวณทเปนสวนตนไมและมล าธารน าซงเลยงปลาสวยงามหลากหลายสายพนธไว ทางผจดการสวนสตวตองการใหนกทองเทยวทเขาชมสวนสตวพบความแปลกใหม โดยขณะทพวกเขาก าลงเดนขามล าธารน านนสามารถใชมอสมผสกบน าหรอมองเหนความสวยของปลาเหลานนอยางใกลชด เพอดงดดความสนใจและสรางจดขายเนองจากปจจบนสวนสตวแหงนมผมาเขาชมในแตละวนคอนขางนอยมาก นกจดสวนจงไดท าการสบคนเกยวกบการสรางสะพานขามคลองจนพบลกษณะของสะพานแบบหนงเปนดงน

ทมา : http://carrieintoronto.blogspot.co.uk/2012/02/moses-bridge-sunken-pedestrian-bridge.html

28

1.3 เพราะเหตใดจงจ าเปนตองแกไขปญหาน และถาไมแกไขจะเกดผลกระทบอยางไร

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

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

1.4 เงอนไขหรอขอจ ากดของปญหานคออะไร

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

1.5 เกณฑในการทดสอบตามสถานการณนคออะไร

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

2. จากภาพเปนลกษณะของนกทองเทยวทก าลงเดนขามคลองไปตามสะพานในลกษณะดงรป นกเรยนคดวา สะพานนมความพเศษกวาสะพานขามคลองอน ๆ อยางไร ........................................................................................................................................................................... ............................................................................... ............................................................................................................ 3. นกเรยนคดวา ลกษณะของสะพานทนกจดสวนของสวนสตวแหงนสบคนมาดงรปมขอจ ากดหรอไม อยางไร ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................... ...................................................... 4. นกเรยนจะมวธการอยางไร ในการแกไขขอจ ากดของสะพานนโดยเมอใดกตามทมนกทองเทยวเดนขามแลวตองสามารถมองเหนปลาวายอยในล าธารน าอยางใกลชดและใชมอสมผสกบผวน าไดตลอดเวลา ....................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... ...................................................... 5. นกเรยนคดวา สะพานทจะมการออกแบบใหสามารถลอยอยบนผวน าไดตลอดเวลานน ควรเปนอยางไร ............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... ....................................................... 6. การท าใหสะพานนสามารถลอยปรมอยบนผวน าได นกเรยนคดวา มสาเหตจากปจจยใดอกบางทเกยวของ ............................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................................................................................... 7. นกเรยนคดวา หลกการ แนวคด หรอทฤษฎทางวทยาศาสตรและคณตศาสตรทเกยวของกบการน ามาใชในการสรางสะพานตามเงอนไขขางตนมอะไรบาง ............................................................................................................................. ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................... 8. นกเรยนมแนวทางทจะออกแบบและพฒนาสะพานใหมลกษณะทเปนไปตามเงอนไขขางตนอยางไร ............................................................................................................................. .................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................

29

ใบกจกรรมการเรยนรท 2 การจมหรอลอยของวตถ

จดประสงคการเรยนร ท าการทดลอง สงเกต วเคราะห สรปผล และน าเสนอผลการศกษาคาความหนาแนนของวตถได

อปกรณการทดลอง

รายการ จ านวนตอกลม

1. อางน า/กลองพลาสตก 2. น าอดลมแบบกระปองทมน าตาล 3. น าอดลมแบบกระปองทไมมน าตาล 4. กระปกทรงกระบอก แตละอนบรรจของเหลว 1 ชนด จ านวน 3 ชนด ทมลกษณะเหมอนกน

1 ใบ 1 กระปอง 1 กระปอง 3 อน

ตอนท 1 วตถจมหรอลอย “นกเรยนมน าอดลมกระปอง 2 ชนด โดยกระปองหนงบรรจน าอดลมทมน าดาล สวนอกกระปองหนงบรรจน าอดลมทไมมน าตาล” จากสถานการณขางตนใชตอบค าถามตอไปน 1. กอนทนกเรยนจะน าน าอดลมทง 2 กระปองใสลงในไปอางน า นกเรยนคดวาผลจะเปนอยางไร เพราะเหตใดจงเปนเชนนน ....................................................................................................................................... ............................................. 2. เมอนกเรยนน าน าอดลมทง 2 กระปองใสลงในไปอางน า แลวสงเกตผลทเกดขน สามารถสรปไดวา ............................................................................................................................. ....................................................... 3. นกเรยนจะอธบายผลทเกดจากการสงเกตวาอยางไร ...................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................ .......................................................

ตอนท 2 วตถลอยไดอยางไร ใหนกเรยนศกษาปรมาตรและมวลของกระปกทรงกระบอก 3 อน โดยกอนทนกเรยนจะน ากระปกทง 3 อน ไปใสลงในอางน า ใหนกเรยนค านวณหาปรมาตร ชงมวล พรอมน าคาทงสองไปค านวณหาคาความหนาแนนของกระปกทรงกระบอกใสลงในตารางบนทกผล สมมตฐาน คอ................................................................................................................. .......................................

30

ตารางบนทกผล กระปก

ทรงกระบอก ปรมาตร (ลบ.ซม.)

มวล (กรม)

คาความหนาแนน (กรม/ลบ.ซม)

ผลการสงเกต จม/ลอย

1

2

3

จากผลการสงเกต นกเรยนจะอธบายไดอยางไร ............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................................................................... .

ตอนท 3 แรงทกระท าตอวตถในน า 1. ขณะทนกเรยนน ากระปกทรงกระบอกใสลงไปในน า มแรงชนดใดกระท ากบกระปกบาง และแรงเหลานนควรมทศทางเปนอยางไร จงเขยนชอแรงและวาดลกศรแสดงทศทางของแรง 2. กระปกรปทรงกระบอกบรรจของเหลว มปรมาตรเทากบ 62 ลกบาศกเซนตเมตร และมมวลเทากบ 50 กรม ถาน าไปใสลงในอางน า จะจมหรอลอย จงอธบายเหตผลโดยละเอยด ............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................................................................................... ....................................................... 3. ใสกระปกรปทรงกระบอกตามขอ 2 ลงในเอทลแอลกอฮอล 95% พบวา กระปกนจม นกเรยนคดวาเปนเพราะเหตใด จงอธบายอยางละเอยด ................................................................................. ................................................................................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................... ....................................................... 4. นกเรยนคดวา ปจจยทท าใหวตถจมหรอลอยมอะไรบาง จงระบมาโดยละเอยด ............................................................................................................................. .................................................. ....................................................................................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................

31

ใบกจกรรมการเรยนรท 3 แรงพยงเปนอยางไร

จดประสงคการเรยนร ท าการทดลอง สงเกต วเคราะห สรปผล และน าเสนอ เพอศกษาแรงพยงของของเหลวทกระท าตอวตถได อปกรณการทดลอง

รายการ จ านวนตอกลม

1. วตถรปทรงกระบอก 2. เครองชงสปรง 3. กระบอกยเรกา 4. กระบอกตวง 5. ถงพลาสตก

1 อน 1 เครอง

1 ใบ 1 อน 1 ใบ

วธด าเนนการศกษา 1. ค านวณหาปรมาตรของวตถรปทรงกระบอก 2. น าวตถรปทรงกระบอกแขวนบนเครองชงสปรง สงเกต อานคาน าหนกแลวบนทกผลลงในตาราง 3. น าน าใสลงไปในกระบอกยเรกาจนน าลนออกมาจนหยดไหล น ากระบอกตวงมารองไวทบรเวณทอทน าออกของกระบอกยเรกา จากนนใหนกเรยนน าวตถรปทรงกระบอกนนแขวนบนเครองชงสปรง แลวจมลงในกระบอกยเรกาจนจมทงกอน สงเกต อานคาน าหนก และปรมาตรของน าในกระบอกตวงแลวบนทกผลลงในตาราง 4. น าน าทลนออกมาจากกระบอกยเรกา (อยในกระบอกตวง) เทใสถงพลาสตกแลวน าไปแขวนกบเครองชงสปรง สงเกต อานคาแลวบนทกผลลงในตาราง 5. เปรยบเทยบปรมาตรของน าทลนออกมากบปรมาตรของวตถรปทรงกระบอก น าหนกของน าทลนออกมากบผลตางน าหนกของวตถรปทรงกระบอกทชงในอากาศและในน า บนทกผล 8. วเคราะห วจารณ สรป และน าเสนอผลการศกษา โดยใหนกเรยนแตละกลมรวมกนเขยนวตถประสงค ตวแปรทศกษา ออกแบบตารางบนทกผล การตอบค าถามหลงการทดลอง และสรปผลการทดลองลงในกระดาษพรฟแผนใหญ

32

แบบบนทกกจกรรมการเรยนรท 3 แรงพยงเปนอยางไร

ผท าการศกษา ชอ – นามสกล.................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

ค าชแจง ใหนกเรยนแตละกลมรวมกนระดมความคด ลงมอท ากจกรรม และตอบค าถามตอไปน

1. ค าถามของการศกษาในครงน คอ.....................................................................................................................

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

2. สมมตฐานของการศกษา คอ.............................................................................................................................

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

3. ตวแปรทศกษา จ าแนกเปน

3.1 ตวแปรตน คอ............................................................................................................................................

3.2 ตวแปรตาม คอ....................................................................... ...................................................................

3.3 ตวแปรควบคม คอ......................................................... ............................................................................

ผลการศกษา

จงตอบค าถามตอไปน 1. จงแสดงวธการค านวณหาปรมาตรของวตถทรงกระบอก

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

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

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

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

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

33

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. วตถแตละอนทชงในอากาศและชงในน ามน าหนกเทากนหรอไม เปนอยางไร และนกเรยนคดวาเปนเพราะ

สาเหตใด

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

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

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

3. เมอน าปรมาตรของวตถกบปรมาตรของน าทลนออกของวตถแตละอนมาเปรยบเทยบกน ผลเปนอยางไร

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

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

4. น าหนกของน าทลนออกมากบผลตางน าหนกของวตถแตละอนทชงในอากาศและในน ามาเปรยบเทยบกน ผล

เปนอยางไร

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

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

5. นกเรยนสามารถสรปผลการทดลองนวาอยางไร

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

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

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

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

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

34

ใบความรท 1 เรอง ความหนาแนน (Density)

ความหนาแนนของวตถ (Density) คอ อตราสวนระหวางมวลของวตถตอปรมาตรของวตถ เขยนแทน

ดวยสญลกษณ “” เรยกวา Rho โดยความหนาแนนจะมหนวยเปน กรมตอลกบาศกเซนตเมตร (g/cm3) หรอ กโลกรมตอลกบาศกเมตร (kg/m3) ส าหรบหนวยในระบบ S.I. เราจงสามารถเขยนเปนสมการไดดงน

ความหนาแนนของวตถ = มวลของวตถ

ปรมาตรของวตถ

หรอ =

เมอ = ความหนาแนนของวตถ มหนวยเปน g/cm3 หรอ kg/m3 m = มวลของวตถ มหนวยเปน g หรอ kg V = ปรมาตรของวตถ มหนวยเปน cm3 หรอ m3

*** ขอควรจ า คาความหนาแนนของน ามคาเทากบ 1 g/cm3 หรอ 1,000 kg/m3 *** ตารางท 1 ความหนาแนนของสารบางชนดทอณหภม 0 0C คาความดน 1 บรรยากาศ

สาร ความหนาแนน (kg/m3) ของแขง

ตะกว 11.3 ĭ 103

อะลมเนยม 2.7 ĭ 103

ทองค า 19.3 ĭ 103

เหลก 7.86 ĭ 103

ไม 0.3 – 0.9 ĭ 103

ของเหลว

ปรอท 13.6 ĭ 103

น า (4 0C) 1.00 ĭ 103

น ามน 0.879 ĭ 103

น าทะเล 1.03 ĭ 103

แอลกอฮอล 0.806 ĭ 103

แกส อากาศ 1.29

ไนโตรเจน 1.292 ออกซเจน 1.429

คารบอนไดออกไซด 1.98

35

ความถวงจ าเพาะ (Specific gravity) หรอความหนาแนนสมพทธ (Relative Density) ของสารใด ๆ หมายถง อตราสวนระหวางความหนาแนนของสารนนกบความหนาแนนของสารอางอง ซงโดยทวไปนยมใชความ

หนาแนนของสารอางองเปนน าบรสทธทอณหภม 4 องศาเซลเซยส ทมคาความหนาแนนเทากบ 1.00 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร เชน การหาความถวงจ าเพาะหรอความหนาแนนสมพทธของตะกวจากตารางท 1 จงได

ความถวงจ าเพาะหรอความหนาแนนสมพทธของตะกว = = = 11.3

เพอใหเกดความเขาใจมากขน ลองมาศกษาจากตวอยางตอไปน ตวอยางท 1 บอลลนส าหรบน านกทองเทยวขนชมทวทศนโดยรอบวนอทยานแหงหนง ซงภายในบอลลน

บรรจแกสฮเลยมทมปรมาตร 600 ลกบาศกเมตร และมมวล 108 กโลกรม คาความหนาแนนของแกสฮเลยมทบรรจอยในบอลลนมคาเทาใด

วธท า โจทยก าหนด ปรมาตรของแกสฮเลยม (V) = 600 m2 ; มวลของแกสฮเลยม (m) = 108 kg

จากสมการ V

m

แทนคา 2

318.0

600

108mkg

m

kg

ตอบ ความหนาแนนของแกสฮเลยมมคาเทากบ 0.18 กโลกรม/ลกบาศกเมตร เมอพจารณาการจมและการลอยของวตถใด ๆ ทอยในของเหลว ขนอยกบคาความหนาแนนของวตถกบ

คาความหนาแนนของของเหลวนน ถาวตถใดจมน า แสดงวา วตถนนมความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน า แตถาวตถนนลอยน าได แสดงวา วตถนนมความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของน า หากตองการใหวตถทมคาความหนาแนนมากกวาคาความหนาแนนของน าสามารถลอยอยบนผวน าได เราตองเปลยนแปลงรปรางของวตถเพอใหวตถมปรมาตรเพมมากขน จนมคาความหนาแนนนอยกวาคาความหนาแนนของน า เชน เหลกทมความหนาแนน 7.8 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร ซงมากกวาความหนาแนนของน าเหลกจงจมน า แตเมอน าเหลกมาท าเปนเรอเหลกจะสามารถลอยน าได ทเปนเชนนเนองจากเราท าใหเรอเหลกมปรมาตรเพมขนขณะทมวลของเหลกยงคงเทาเดม จงสงผลใหความหนาแนนของเรอเหลกนอยกวาความหนาแนนของน า

ความหนาแนนของตะกว ความหนาแนนของน าบรสทธ

11.3 ĭ 103 kg/m3

1.00 ĭ 103 kg/m3

36

ใบความรท 2 เรอง แรงพยง (Buoyant Force)

แรงพยง แรงพยงหรอแรงลอยตว (Buoyant Force; BF

) หมายถง แรงลพธทเกดจากผลรวมของแรงทของเหลว

กระท าตอวตถสวนทจมอยในของเหลวนน ซงจะมขนาดของแรงลพธเทากบน าหนกของของเหลวทมปรมาตรเทากบวตถสวนทจม ถาพบวาวตถนนอยนงในน า แรงลพธทกระท าตอวตถจะมคาเทากบศนย ตามกฎการเคลอนทขอ 1 ของนวตน จะไดวา

แรงพยง = น าหนกของวตถทชงในอากาศ – น าหนกวตถทชงในของเหลว

ดงนน เมอเราชงน าหนกของวตถในของเหลวจะนอยกวาเมอชงในอากาศ ดงภาพท 1 เนองจาก

ของแขงเมออยในของเหลวจะเกดแรงดนจากของเหลวกระท ากบวตถสวนทจม ซงกคอแรงพยงนนเอง

ภาพแสดงการเปรยบเทยบน าหนกของวตถ เมอชงในน ากบชงในอากาศ ( ทมา : หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตร วทยาศาสตร 5, หนา 16 )

หลกของอารคมดส อารคมดส (Archimedes) นกปราชญชาวกรกไดศกษาเกยวกบขนาดของแรงทเกดขนในของเหลวท

กระท าตอวตถทจมอยในของเหลว และสรปเปนหลกการเกยวกบแรงพยงไววา “น าหนกของวตถทหายไปเมอชงในของเหลว จะมคาเทากบน าหนกของของเหลวทมปรมาตรเทากบปรมาตรของวตถสวนทจม”

ขนาดของแรงพยง = ขนาดน าหนกของของเหลวทถกวตถแทนท

37

สมการทใชในการค านวณหาขนาดของแรงพยงเปนดงน

VgF B

เมอ คอ ความหนาแนนของของเหลว มหนวยเปน กโลกรม/ลกบาศกเมตร (kg/m3) V คอ ปรมาตรของของเหลวทถกแทนท มหนวยเปน ลกบาศกเมตร (m3) g คอ ขนาดความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก มหนวยเปน เมตร/วนาท2

(m/s2) FB คอ ขนาดของแรงพยง มหนวยเปน นวตน (N)

เพอใหนกเรยนเกดความเขาใจมากยงขน ลองมาศกษาตวอยางการหาคาของแรงพยง เปนดงน ตวอยางท 1 วตถหนงเมอแขวนบนเครองชงสปรงในอากาศอานคาน าหนกได 28.6 นวตน แตเมอน าวตถ

นทแขวนบนเครองชงสปรงไปจมลงในน าจนจมทงกอนอานคาน าหนกได 25.8 นวตน วตถนมปรมาตรเทาใด

(ก าหนดให ความหนาแนนของน า = 1.0 ĭ 103 kg/m3 และ คาความเรงโนมถวงของโลก(g) = 10 m/s2) วธท า โจทยก าหนดให น าหนกของวตถเมอชงในอากาศ = 28.6 N น าหนกของวตถเมอชงในน า = 26.7 N จาก แรงพยง (FB) = น าหนกของวตถทชงในอากาศ – น าหนกของวตถเมอชงในน า แทนคา แรงพยง (FB) = 28.6 – 25.8 = 2.8 N จาก VgFB แทนคา )10()101(8.2 3 V

4

3108.2

)10)(101(

8.2

V m3

ตอบ วตถนมปรมาตรเทากบ 2.8 ĭ 10-4 ลกบาศกเมตร

ดงนน แรงพยงหรอแรงลอยตวทของเหลวกระท าตอวตถมขนาดเทากบน าหนกของของเหลวทมปรมาตรเทากบปรมาตรของวตถสวนทจมอยในของเหลว จงสามารถสรปไดวา

1. วตถทมความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของเหลว วตถจะจมในของเหลวนน 2. วตถทมความหนาแนนเทากบความหนาแนนของเหลว วตถจะลอยในของเหลวปรมเสมอกบ

ผวของเหลวนน 3. วตถทมความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของเหลว วตถจะลอยในของเหลวโดยม

บางสวนจมอยในของเหลวและมบางสวนลอยอยเหนอของเหลวนน

ส าหรบหลกการของอารคมดสทนกเรยนสามารถพบเหนไดในชวตประจ าวน เชน บอลลน โคมลอย เรอ

ด าน า ทนลอยน า เปนตน

38

ชอ.................................................................................................................... ชน ม. 3/…….. เลขท ...........

ใบงานท 1 เรอง ความหนาแนน (Density)

ค าชแจง ใหนกเรยนท าการศกษา คนควา เพอตอบค าถามตอไปน

1. ความหนาแนนของสาร กบ ความหนาแนนสมพทธของสาร แตกตางกนอยางไร ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. วตถรปทรงลกบาศกยาวดานละ 0.02 เมตร มความหนาแนน 0.75 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร เมอน าไปชงควรมมวลกกโลกรม __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. วตถ A มมวล 2.4 กโลกรม และมปรมาตร 0.0032 ลกบาศกเมตร เมอน าวตถนไปวางลงในน าจะเปนอยางไร เพราะเหตใดจงเปนเชนนน __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4. วตถ X มคาความหนาแนนสมพทธเปน 2.7 อยากทราบวา วตถ x ควรเปนสารใด เพราะเหตใดจงเปนเชนนน __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. นกเรยนคดวา เพราะเหตใดน าแขงจงสามารถลอยน าได ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

39

ชอ.................................................................................................................... ชน ม. 3/…….. เลขท ...........

ใบงานท 2 เรอง แรงพยง (Buoyant Force)

ค าชแจง ใหนกเรยนท าการศกษา คนควา เพอตอบค าถามตอไปน

ทมา: http://www.trueplookpanya.com/examination/answer/12467

1. จากรป น าวตถมวล m ปรมาตร V น าไปใสลงในของเหลว A, B, C และ D พบวา วตถมลกษณะการลอยและ

จมดงรป จงตอบค าถามน

1.1 ของเหลวชนดใดมความหนาแนนมากทสด และนอยทสด เพราะเหตใด

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.2 เมอเปรยบเทยบความหนาแนนของวตถกบความหนาแนนของของเหลวชนดตาง ๆ ของเหลวชนดใดม

ความหนาแนนนอยกวาวตถ เพราะเหตใดนกเรยนจงคดเชนนน

__________________________________________________________________________________

1.3 จงเรยงล าดบความหนาแนนของของเหลวจากนอยไปมากเปนอยางไร

__________________________________________________________________________________

2. จากรป เมอนกเรยนน าวตถผกเชอกไปแขวนเครองชงสปรงในอากาศและในน าปรากฏผลดงรป ใชตอบค าถาม

ทมา : http://www.thaigoodview.com/node/45979

2.1 ใหนกเรยนเขยนลกศรแสดงทศทางของแรงทกระท าตอวตถเมอชงวตถในอากาศและในของเหลว

พรอมระบชอของแรงก ากบใหชดเจนลงในรปขางตน

น าหนกของวตถ

ในอากาศ น าหนกของวตถ

ในของเหลว

40

2.2 พจารณาจากรป คาน าหนกของวตถทอานไดเมอชงวตถในอากาศ กบคาน าหนกของวตถทอานไดเมอชง

วตถในของเหลวแตกตางกนหรอไม อยางไร

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2.3 แรงพยงเนองจากของเหลวทกระท าตอวตถนเมอจมอยในของเหลวมคาประมาณเทาใด

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3. เมอนกเรยนน าวตถหนงแขวนกบเครองชงสปรงพบวา อานคาน าหนกได 6.42 นวตน แตเมอน าไปชงในน า

พบวา อานคาน าหนกบนเครองชงสปรงได 4.78 นวตน แรงพยงทน ากระท าตอวตถนมคาเทาใด

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4. โลหะแทงหนงเมอชงในอากาศมน าหนก 10.50 นวตน แตถาน าโลหะแทงนไปชงในขณะทจมอยในน าพบวา

อานคาน าหนกได 8.54 นวตน โลหะแทงนมปรมาตรเทาใด

(ก าหนดให น ามความหนาแนนเทากบ 1,000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร; ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก

เทากบ 9.8 เมตร/วนาท2)

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5. หนกอนหนงมปรมาตร 0.0025 ลกบาศกเมตร น าไปผกเชอกแขวนกบเครองชงสปรงแลวหยอนลงในน าพบวา

อานคาน าหนกได 48.6 นวตน หากน ากอนหนทแขวนบนเครองชงสปรงไวในอากาศจะอานคาไดเทาใด

(ก าหนดให น ามความหนาแนนเทากบ 1,000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร; ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก

เทากบ 9.8 เมตร/วนาท2)

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

41

ชอ.................................................................................................................... ชน ม. 3/…….. เลขท ...........

สรปผงมโนทศนองคความรทส าคญส าหรบน ามาใชในการสรางสะพานปรมน า

42

ใบกจกรรมการเรยนรท 4 การออกแบบและพฒนาสะพานปรมน า

รายชอสมาชกในกลม

1. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

2. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

3. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

4. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

5. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

ค าชแจง ใหนกเรยนแตละกลมท ากจกรรมการเรยนรตอไปน

1. รวมกนระดมความคด อภปรายแลกเปลยนความคดเหน แลวท าการเขยนแบบสะพานปรมน าตาม

รปแบบทนกเรยนไดพดคยกนภายในกลม โดยก าหนดใหแตละกลมออกแบบดวยการเขยนสดสวน ระบ

องคประกอบตาง ๆ สะพานปรมน าออกมาใหชดเจนอยางนอย 2 – 3 แบบ ตามหลกการ แนวคด และทฤษฎทาง

วทยาศาสตร เทคโนโลย วศวกรรมศาสตร และคณตศาสตร

2. ท าการวเคราะหขอดและขอจ ากดของสะพานปรมน าในแตละแบบทนกเรยนไดออกแบบเพอ

น ามาใชเปนขอมลส าหรบเปรยบเทยบในการเลอกหารปแบบสะพานปรมน าทดและเหมาะสมทสด

3. รวมกนลงความเหนเพอเลอกรปแบบสะพานปรมน าทดและเหมาะสมทสด แลวจากนนจงวางแผน

ท าการทดลองเพอทดสอบความสามารถของสะพานปรมน า

4. ปรบปรงแกไขและพฒนาสะพานปรมน าจนมความสามารถเปนไปตามเงอนไขทก าหนด

43

แบบทดสอบหลงเรยน เรอง แรงพยง ค าชแจง 1. แบบทดสอบนเปนชนดเลอกตอบ 4 ตวเลอก จ านวน 15 ขอ นกเรยนตองเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว โดยท าเครองหมาย X ลงในชอง ทตรงกบอกษร ก. ข. ค. หรอ ง. ในกระดาษค าตอบ 2. ก าหนดเวลาใหนกเรยนลงมอท าแบบทดสอบ 20 นาท และมคะแนนเตม 15 คะแนน 3. หามขดเขยนหรอท าเครองหมายใด ๆ ลงในแบบทดสอบ

----------------------------------------------------------------------------- 1. ความหนาแนน (Density) ของวตถ มความหมายตรงกบขอใด ก. อตราสวนระหวางมวลตอปรมาตรของวตถ ข. อตราสวนระหวางปรมาตรตอมวลของวตถ ค. เปนผลคณระหวางปรมาตรกบมวลของวตถ ง. เปนผลคณระหวางน าหนกกบปรมาตรของวตถ

2. ทองค า มคาความหนาแนนสมพทธ 19.3 จะมคาความหนาแนนเปนเทาใด

(ก าหนดให น าบรสทธมความหนาแนน 1.0 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร)

ก. 10.5 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

ข. 11.3 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

ค. 18.7 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

ง. 19.3 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร

3. ของเหลวชนดหนงมความหนาแนน 0.8 กโลกรม/ลกบาศกเมตร ถาของเหลวนวดปรมาตรได 3.6 ลกบาศกเมตร เมอน าไปชงควรอานคามวลไดเทาใด ก. 2.80 กโลกรม ข. 2.88 กโลกรม ค. 4.40 กโลกรม ง. 4.50 กโลกรม

พจารณาตารางแสดงคามวลและปรมาตรของวตถ A, B, C และ D ก าหนดใหน ามความหนาแนน 1 กรม/ลกบาศก

เซนตเมตร เมอน าวตถทง 4 นใสลงไปในน า ใชตอบค าถาม 4 – 5

วตถ มวล (กรม) ปรมาตร (ลกบาศกเซนตเมตร) A 30 40 B 65 50 C 27 30 D 50 20

44

4. วตถใด มความหนาแนนมากทสด

ก. A ข. B

ค. C ง. D

5. วตถใด สามารถลอยน าได

ก. A และ B ข. B และ C

ค. A และ C ง. B และ D

6. สงใดของวตถท ไม เกยวของกบการจมหรอลอยของวตถ ก. มวล ข. สถานะ

ค. น าหนก ง. ปรมาตร

7. แรงพยงในของเหลว มความหมายตรงกบขอใด ก. วตถทจมในของเหลวออกแรงกระท าตอของเหลวนน ข. แรงทของเหลวพยงน าหนกของของเหลวทกระท าตอวตถ ค. แรงทวตถกระท ากบของเหลวเมอวตถหรอบางสวนของวตถจมอยในของเหลว ง. แรงเนองจากของเหลวกระท าตอวตถเมอวตถหรอบางสวนของวตถจมอยในของเหลว

8. พจารณาการจมของวตถ B ในน าดงรป ถาตองการใหวตถ B จมลงสกอนภาชนะ นกเรยนจะท าอยางไร

ก. เตมน ากลนลงไป ข. ใสน ามนพชจนเตม ค. เตมน าเกลอเขมขน ง. ตกน าในภาชนะออก

9. ถานกเรยนมวตถ A ซงมคาความหนาแนนเทากบความหนาแนนของน า เมอน าไปปลอยลงในน ามนผลควรจะเปนไปตามภาพมากทสด

10. เมอนกเรยนมองเหนวตถลอยอยบนผวน า ขอความใดกลาวถกตอง ก. วตถมคาความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน า ข. น าหนกของวตถมคาเทากบแรงพยงของน าทกระท าตอวตถ ค. ความหนาแนนของวตถมคาเทากบ 1 กรม/ลกบาศกเซนตเมตร ง. แรงพยงของน าทกระท าตอวตถจะตองมคามากกวาน าหนกของวตถ

45

11. กอนดนน ามนจมน าแตเมอน าดนน ามนกอนนปนเปนรปถวยพบวาลอยน าได ทเปนเชนนเพราะเหตใด ก. ความหนาแนนของดนน ามนลดลงจนนอยกวาความหนาแนนของน า ข. ดนน ามนทปนเปนรปถวยมความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน า ค. อตราสวนมวลตอปรมาตรของดนน ามนรปถวยมคานอยกวาความหนาแนนของน า ง. การปนดนน ามนเปนรปถวยท าใหมวลและปรมาตรเพมขนจงท าใหลอยบนผวน าได

มวตถกอนหนงเมอแขวนบนเครองชงสปรงอานคาได 8.54 นวตน แตเมอน าไปชงขณะทวตถอยในน า พบวา อานคาน าหนกของวตถบนเครองชงสปรงได 6.78 นวตน ใชตอบค าถาม 12 – 13

ก าหนดให ความหนาแนนของน า = 1,000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร และ คาความเรงโนมถวงของโลก = 10 เมตร/วนาท2

12. แรงพยงทกระท ากบวตถมคาเทาใด ก. 1.76 นวตน ข. 6.78 นวตน ค. 8.54 นวตน ง. 15.32 นวตน

13. วตถนมปรมาตรกลกบาศกเซนตเมตร ก. 176 ลกบาศกเซนตเมตร ข. 678 ลกบาศกเซนตเมตร ค. 854 ลกบาศกเซนตเมตร ง. 1,532 ลกบาศกเซนตเมตร

14. เมอวตถจมลงในของเหลวจะเกดแรงพยงทของเหลวกระท าตอวตถ ซงแรงพยงจะคามากหรอนอยขนอยกบปรมาณตาง ๆ เหลาน ยกเวน ขอใด ก. ปรมาตรของวตถสวนทจมในของเหลว ข. ปรมาตรของของเหลวทถกแทนท ค. ความหนาแนนของวตถ ง. ชนดของของเหลว

15. ปรากฏการณใดตอไปน ไม สามารถอธบายดวยหลกการของอารคมดสได ก. ปลอยโคมลอยหรอบอลลน ข. ภเขาน าแขงทสามารถลอยน าได ค. เรอก าลงแลนดวยความเรวทมากขน ง. น าหนกของวตถทเปลยนไปเมอชงในของเหลว

46

กระดาษค าตอบแบบทดสอบหลงเรยน

เอกสารประกอบการจดกจกรรมการเรยนรจดท าขน เพอใชประกอบรปแบบกระบวนการจดการเรยนรวฏจกร 5E ทบรณาการรวมกบการจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษา เรอง แรงและการเคลอนท รายวชา ฟสกสเบองตน (ว 23202)

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 3 เลมท 3 เรอง แรงพยง

ชอ – นามสกล .................................................................................... ชน ม. 3/......... เลขท.........

ค าชแจง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว โดยเขยนเครองหมาย X ลงในชอง

กระดาษค าตอบแบบทดสอบหลงเรยน เรอง ความหนาแนนและแรงพยง วนท......... เดอน.............................. พ.ศ. ...............

ขอ ก ข ค ง ถก/ผด ขอ ก ข ค ง ถก/ผด 1 9 2 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8

รวม สอบได

คะแนนเตม

ลงชอ

(.........................................................) ผประเมน

47

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน-หลงเรยน เรอง แรงพยง เรอง แรงและการเคลอนท รายวชา ฟสกสเบองตน (ว 23202)

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 3 เลมท 3 เรอง แรงพยง

เฉลยค าตอบแบบทดสอบหลงเรยน เรอง ความหนาแนนและแรงพยง

ขอ ก ข ค ง ขอ ก ข ค ง 1 9 2 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8

48

ภาคผนวก

49

เฉลยใบกจกรรมการเรยนรท 1 เรอง การระบปญหาสะพานปรมน า

รายชอสมาชกในกลม

1. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

2. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

3. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

4. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

5. ……………..................................................…………………… ชน ม. 3/......... เลขท.........

ค าชแจง ใหนกเรยนแตละกลมรวมกนระดมความคดเพอตอบค าถามเกยวกบสถานการณปญหาตอไปน

1. จากสถานการณปญหาขางตน จงรวมกนคดวเคราะหและตอบค าถามตอไปน

1.1 สงทเปนปญหาหรอความจ าเปนคออะไร

ตอบ ตองการปรบภมทศนบรเวณสวนสตว เพอดงดดความสนใจใหนกทองเทยวเดนทางมาเทยวสวนสตวมาก

ขน

1.2 ปญหาหรอความจ าเปนทเกดขนเปนของใคร

ตอบ นกจดสวนทท างานอยในสวนสตวแหงน

สถานการณปญหา : สะพานปรมน า

นกจดสวนของสวนสตวแหงหนงตองการปรบภมทศนบรเวณทเปนสวนตนไมและมล าธารน าซงเลยงปลาสวยงามหลากหลายสายพนธไว ทางผจดการสวนสตวตองการใหนกทองเทยวทเขาชมสวนสตวพบความแปลกใหม โดยขณะทพวกเขาก าลงเดนขามล าธารน านนสามารถใชมอสมผสกบน าหรอมองเหนความสวยของปลาเหลานนอยางใกลชด เพอดงดดความสนใจและสรางจดขายเนองจากปจจบนสวนสตวแหงนมผมาเขาชมในแตละวนคอนขางนอยมาก นกจดสวนจงไดท าการสบคนเกยวกบการสรางสะพานขามคลองจนพบลกษณะของสะพานแบบหนงเปนดงน

ทมา : http://carrieintoronto.blogspot.co.uk/2012/02/moses-bridge-sunken-pedestrian-bridge.html

50

1.3 เพราะเหตใดจงจ าเปนตองแกไขปญหาน และถาไมแกไขจะเกดผลกระทบอยางไร

ตอบ เพราะนกทองเทยวเดนทางไมคอยเขามาชมสวนสตวแหงน ซงไมแกไขจะท าใหสวนสตวแหงนไมม

รายไดจนอาจจะตองปดสวนสตวได

1.4 เงอนไขหรอขอจ ากดของปญหานคออะไร

ตอบ สะพานทสรางนตองเปนสะพานทมลกษณะลอยปรมน าตลอดเวลา ขณะทนกทองเทยวเดนทางขาม

สะพานกสามารถมองเหนปลาอยใกล ๆ ได

1.5 เกณฑในการทดสอบตามสถานการณนคออะไร

ตอบ สะพานตองอยในสภาพทลอยปรมน า

2. จากภาพเปนลกษณะของนกทองเทยวทก าลงเดนขามคลองไปตามสะพานในลกษณะดงรป นกเรยนคดวา สะพานนมความพเศษกวาสะพานขามคลองอน ๆ อยางไร ตอบ ตองมการปรบมวลหรอปรมาตรไดขณะทมนกทองเทยวมากหรอนอย

3. นกเรยนคดวา ลกษณะของสะพานทนกจดสวนของสวนสตวแหงนสบคนมาดงรปมขอจ ากดหรอไม อยางไร ตอบ มขอจ ากด กลาวคอ ความกวาง ความยาว ของสะพานตองมความเหมาะสมกบคลองทจะใหนกทองเทยวขาม วสดอปกรณทน ามาใชในการสรางสะพาน เปนตน (พจารณาค าตอบของนกเรยนประกอบ)

4. นกเรยนจะมวธการอยางไร ในการแกไขขอจ ากดของสะพานนโดยเมอใดกตามทมนกทองเทยวเดนขามแลวตองสามารถมองเหนปลาวายอยในล าธารน าอยางใกลชดและใชมอสมผสกบผวน าไดตลอดเวลา ตอบ ออกแบบใหสะพานนสามารถปรบคามวลได เมอมนกทองเทยวจ านวนนอยเดนขามจะตองท าใหสะพานมมวลมาก แตถามนกทองเทยวจ านวนมากเดนขามสะพานกจะตองมการปรบใหมวลของสะพานนอยลง

5. นกเรยนคดวา สะพานทจะมการออกแบบใหสามารถลอยอยบนผวน าไดตลอดเวลานน ควรเปนอยางไร ตอบ คาความหนาแนนของสะพานตองมคาใกลเคยงกบความหนาแนนของน า

6. การท าใหสะพานนสามารถลอยปรมอยบนผวน าได นกเรยนคดวา มสาเหตจากปจจยใดอกบางทเกยวของ ตอบ ปรมาตรและมวลของสะพาน วสดทน ามาใชในการสรางสะพาน ปรมาณน าคลอง เปนตน

7. นกเรยนคดวา หลกการ แนวคด หรอทฤษฎทางวทยาศาสตรและคณตศาสตรทเกยวของกบการน ามาใชในการสรางสะพานตามเงอนไขขางตนมอะไรบาง ตอบ ความหนาแนนของสาร แรงลอยตว มาตรสวน ความสมดล เปนตน

8. นกเรยนมแนวทางทจะออกแบบและพฒนาสะพานใหมลกษณะทเปนไปตามเงอนไขขางตนอยางไร ตอบ สะพานอยในสภาพปรมน าอยตลอดเวลาตามเงอนไข สามารถปรบลดหรอเพมมวลขนอยกบ จ านวนนกทองเทยวทเดนขางสะพานโดยปรมาตรของสะพานคงท เปนตน

51

เฉลยใบกจกรรมการเรยนรท 2 การจมหรอลอยของวตถ

จดประสงคการเรยนร ท าการทดลอง สงเกต วเคราะห สรปผล และน าเสนอผลการศกษาคาความหนาแนนของวตถได

อปกรณการทดลอง

รายการ จ านวนตอกลม

1. อางน า/กลองพลาสตก 2. น าอดลมแบบกระปองทมน าตาล 3. น าอดลมแบบกระปองทไมมน าตาล 4. กระปกทรงกระบอก แตละอนบรรจของเหลว 1 ชนด จ านวน 3 ชนด ทมลกษณะเหมอนกน

1 ใบ 1 กระปอง 1 กระปอง 3 อน

ตอนท 1 วตถจมหรอลอย “นกเรยนมน าอดลมกระปอง 2 ชนด โดยกระปองหนงบรรจน าอดลมทมน าดาล สวนอกกระปองหนงบรรจน าอดลมทไมมน าตาล” จากสถานการณขางตนใชตอบค าถามตอไปน 1. กอนทนกเรยนจะน าน าอดลมทง 2 กระปองใสลงในไปอางน า นกเรยนคดวาผลจะเปนอยางไร เพราะเหตใดจงเปนเชนนน ตอบ กระปองน าอดลมทมน าตาลจมสวนกระปองทไมมน าตาลลอย เพราะความหนาแนนของกระปองน าอดลมทมน าตาลจะมความหนาแนนมากกวากระปองน าอดลมทไมมน าตาลและมากกวาความหนาแนนของน า

2. เมอนกเรยนน าน าอดลมทง 2 กระปองใสลงในไปอางน า แลวสงเกตผลทเกดขน สามารถสรปไดวา ตอบ กระปองน าอดลมทมน าตาลจะมความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน าจงจม สวนกระปองน าอดลมทไมมน าตาลจะมความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของน าจงลอย 3. นกเรยนจะอธบายผลทเกดจากการสงเกตวาอยางไร ตอบ วตถทมความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน าจะจม แตวตถทมความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของน าจะลอย

ตอนท 2 วตถลอยไดอยางไร ใหนกเรยนศกษาปรมาตรและมวลของกระปกทรงกระบอก 3 อน โดยกอนทนกเรยนจะน ากระปกทง 3 อน ไปใสลงในอางน า ใหนกเรยนค านวณหาปรมาตร ชงมวล พรอมน าคาทงสองไปค านวณหาคาความหนาแนน ของกระปกทรงกระบอกใสลงในตารางบนทกผล

52

สมมตฐาน คอ กระปกทบรรจของเหลวแลวมคาความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของน า (1 กรม/ลบ.ซม) จะจม แตกระปกทบรรจของเหลวแลวมคาความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของน าจะลอย ตารางบนทกผล

กระปกทรงกระบอก

ปรมาตร (ลบ.ซม.)

มวล (กรม)

คาความหนาแนน (กรม/ลบ.ซม)

ผลการสงเกต จม/ลอย

1

2

3

จากผลการสงเกต นกเรยนจะอธบายไดอยางไร (พจารณาความถกตองของค าตอบเมอนกเรยนเขยนตอบพรอมใหเหตผลประกอบ)

ตอนท 3 แรงทกระท าตอวตถในน า 1. ขณะทนกเรยนน ากระปกทรงกระบอกใสลงไปในน า มแรงชนดใดกระท ากบกระปกบาง และแรงเหลานนควรมทศทางเปนอยางไร จงเขยนชอแรงและวาดลกศรแสดงทศทางของแรง 2. กระปกรปทรงกระบอกบรรจของเหลว มปรมาตรเทากบ 72 ลกบาศกเซนตเมตร และมมวลเทากบ 60 กรม ถาน าไปใสลงในอางน า จะจมหรอลอย จงอธบายเหตผลโดยละเอยด

จาก V

m จะได 83.0

72

60 กรม/ลบ.ซม.

ตอบ เมอน ากระปกนไปใสลงในอางน าจะลอย เพราะคาความหนาแนนของกระปกมคานอยกวาความหนาแนนของน า

3. ใสกระปกรปทรงกระบอกตามขอ 2 ลงในเอทลแอลกอฮอล 95% พบวา กระปกนจม นกเรยนคดวาเปนเพราะเหตใด จงอธบายอยางละเอยด ตอบ เพราะความหนาแนนของกระปกนมคามากกวาคาความหนาแนนของเอทลแอลกอฮอล

4. นกเรยนคดวา ปจจยทท าใหวตถจมหรอลอยมอะไรบาง จงระบมาโดยละเอยด ตอบ คาความหนาแนนของวตถและของเหลว ส าหรบความหนาแนนของวตถเราจะพจารณาจากสดสวนระหวางมวลตอปรมาตรของวตถนน

น าหนกของวตถ แรงพยง

53

เฉลยใบงานท 1 เรอง ความหนาแนน (Density)

ค าชแจง ใหนกเรยนท าการศกษา คนควา เพอตอบค าถามตอไปน

1. ความหนาแนนของสาร กบ ความหนาแนนสมพทธของสาร แตกตางกนอยางไร ตอบ ความหนาแนนของสารเปนคาเฉพาะของสารแตละชนด แตความหนาแนนสมพทธของสารเปนการน าคาความหนาแนนของสารไปเทยบกบคาความหนาแนนของน า

2. วตถรปทรงลกบาศกยาวดานละ 0.02 เมตร มความหนาแนน 0.75 ĭ 103 กโลกรม/ลกบาศกเมตร เมอน าไปชงควรมมวลกกโลกรม

วธท า โจทยบอก วตถทรงลกบาศกยาวดานละ 0.02 เมตร สามารถหาคา V = (0.02)3 = 8ĭ10-6 m3

ความหนาแนนของวตถ = 0.75ĭ103 kg/m3

จาก V

m จะได

6

3

1081075.0

m

m = (0.75ĭ103) (8ĭ10-6)

= 6ĭ10-3 kg

3. วตถ A มมวล 2.4 กโลกรม และมปรมาตร 0.0032 ลกบาศกเมตร เมอน าวตถนไปวางลงในน าจะเปนอยางไร เพราะเหตใดจงเปนเชนนน

วธท า หาความหนาแนน จาก 7500032.0

4.2 kg/m3

เมอน าวตถนไปวางลงในน าจะพบวา วตถลอยน าเนองจากความหนาแนนของวตถนมคานอยกวาความหนาแนนของน า (103 kg/m3)

4. วตถ X มคาความหนาแนนสมพทธเปน 2.7 อยากทราบวา วตถ x ควรเปนสารใด เพราะเหตใดจงเปนเชนนน

วธท า จาก ความหนาแนนสมพทธ = ความหนาแนนของวตถ

ความหนาแนนของน า

แทนคา 310

7.2 x

3107.2 x kg/m3

คาความหนาแนนของวตถ x = 2.7ĭ103 kg/m3 ซงเทากบความหนาแนนของอะลมเนยม แสดงวา วตถ x คอ อะลมเนยม

5. นกเรยนคดวา เพราะเหตใดน าแขงจงสามารถลอยน าได ตอบ น าเมอแขงตวกลายเปนน าแขงปรมาตรจะมคาเพมขนโดยมวลยงคงเทาเดม เมอเราไปหาคาความ

หนาแนนของน าแขงจะพบวา ความหนาแนนของน าแขงมคานอยกวาความหนาแนนของน า น าแขงจงลอยน าได

54

เฉลยใบงานท 2 เรอง แรงพยง (Buoyant Force)

ค าชแจง ใหนกเรยนท าการศกษา คนควา เพอตอบค าถามตอไปน

ทมา: http://www.trueplookpanya.com/examination/answer/12467

1. จากรป น าวตถมวล m ปรมาตร V น าไปใสลงในของเหลว A, B, C และ D พบวา วตถมลกษณะการลอยและ

จมดงรป จงตอบค าถามน

1.1 ของเหลวชนดใดมความหนาแนนมากทสด และนอยทสด เพราะเหตใด

ตอบ ของเหลว D มความหนาแนนมากทสด เพราะวตถสามารถลอยอยบนของเหลว D ทงกอน แสดงวา ของเหลว D มความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของวตถ ของเหลว C มความหนาแนนนอยทสด เพราะวตถจมอยในของเหลว C แสดงวา ของเหลว C มความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของวตถ 1.2 เมอเปรยบเทยบความหนาแนนของวตถกบความหนาแนนของของเหลวชนดตาง ๆ ของเหลวชนดใดม

ความหนาแนนนอยกวาวตถ เพราะเหตใดนกเรยนจงคดเชนนน

ตอบ ของเหลว A และ C เพราะวตถสามารถลอยอยบนของเหลวทงสองชนดนได แสดงวา ความ

หนาแนนของวตถตองนอยกวาความหนาแนนของของเหลว A และ C

1.3 จงเรยงล าดบความหนาแนนของของเหลวจากนอยไปมากเปนอยางไร

ตอบ c < B < A < D

2. จากรป เมอนกเรยนน าวตถผกเชอกไปแขวนเครองชงสปรงในอากาศและในน าปรากฏผลดงรป ใชตอบค าถาม

ทมา : http://www.thaigoodview.com/node/45979

น าหนกของวตถ

ในอากาศ น าหนกของวตถ

ในของเหลว

น าหนกของวตถ

แรงดงเชอก

น าหนกของวตถ

แรงดงเชอก แรงพยง

55

2.1 ใหนกเรยนเขยนลกศรแสดงทศทางของแรงทกระท าตอวตถเมอชงวตถในอากาศและในของเหลว

พรอมระบชอของแรงก ากบใหชดเจนลงในรปขางตน

2.2 พจารณาจากรป คาน าหนกของวตถทอานไดเมอชงวตถในอากาศ กบคาน าหนกของวตถทอานไดเมอชง

วตถในของเหลวแตกตางกนหรอไม อยางไร

ตอบ ตางกน คอ น าหนกของวตถทชงในอากาศจะมคามากกวาน าหนกของวตถทชงในน า

2.3 แรงพยงเนองจากของเหลวทกระท าตอวตถนเมอจมอยในของเหลวมคาประมาณเทาใด

ตอบ 4 นวตน

3. เมอนกเรยนน าวตถหนงแขวนกบเครองชงสปรงพบวา อานคาน าหนกได 6.42 นวตน แตเมอน าไปชงในน า

พบวา อานคาน าหนกบนเครองชงสปรงได 4.78 นวตน แรงพยงทน ากระท าตอวตถนมคาเทาใด

วธท า แรงพยง = น าหนกของวตถทชงในอากาศ – น าหนกของวตถทชงในน า

= 6.42 – 4.78 = 1.64 นวตน

ตอบ 1.64 นวตน

4. โลหะแทงหนงเมอชงในอากาศมน าหนก 10.50 นวตน แตถาน าโลหะแทงนไปชงในขณะทจมอยในน าพบวา

อานคาน าหนกได 8.54 นวตน โลหะแทงนมปรมาตรเทาใด

(ก าหนดให น ามความหนาแนนเทากบ 1,000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร; ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก

เทากบ 9.8 เมตร/วนาท2)

วธท า แรงพยง (FB) = น าหนกของวตถทชงในอากาศ (Wในอากาศ) – น าหนกของวตถทชงในน า (Wในน า)

= 10.50 – 8.54 = 1.96 นวตน

สตร VgFB จะได )8.9()1000(96.1 V

8.91000

96.1

V = 0.2ĭ10-3 ลกบาศกเมตร

5. หนกอนหนงมปรมาตร 0.0025 ลกบาศกเมตร น าไปผกเชอกแขวนกบเครองชงสปรงแลวหยอนลงในน าพบวา

อานคาน าหนกได 48.6 นวตน หากน ากอนหนทแขวนบนเครองชงสปรงไวในอากาศจะอานคาไดเทาใด

(ก าหนดให น ามความหนาแนนเทากบ 1,000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร; ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก

เทากบ 9.8 เมตร/วนาท2)

วธท า สตร VgFB จะได )8.9)(0025.0)(1000(BF

5.24BF N

แรงพยง (FB) = น าหนกของวตถทชงในอากาศ (Wในอากาศ) – น าหนกของวตถทชงในน า (Wในน า)

24.5 = Wในอากาศ – 48.6

Wในอากาศ = 48.6 – 24.5 = 24.1 นวตน

56

บรรณานกรม

ชลนนท เพงสข และ เธยร ธระวรวงศ. (ม.ป.ป). แบบฝกเสรมสรางศกยภาพและทกษะวทยาศาสตร ม.3 เลม 1. พมพครงท 1. กรงเทพฯ: อกษรเจรญทศน อจท. พชรนทร แสนพลเมอง. (ม.ป.ป). แบบวดและบนทกผลการเรยนร วทยาศาสตร ม.3. พมพครงท 5. กรงเทพฯ: อกษรเจรญทศน อจท. ศนยวทยาศาสตรศกษา มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ. (2558). อบรมเชงปฏบตการการสอนวทยาศาสตร ตามแนวทางสะเตมศกษา ส าหรบครมธยมศกษาตอนตน. เอกสารประกอบการอบรมคร ส านกงาน เขตพนทประถมศกษา สระแกว เขต 1. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2559). วทยาศาสตร 5. พมพครงท 8. กรงเทพฯ: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว. -----------. (2555). การวดผลประเมนผลวทยาศาสตร. กรงเทพฯ: ซเอดยเคชน. สทธชย วชยดษฐ. (2561). สะเตมศกษาในชนเรยนมธยมศกษาตอนตน. ปทมธาน: คณะวทยาการเรยนร และศกษาศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร. Look Amazing. (2018). Moses Bridge - A Sunken Pedestrian Bridge In Netherlands. Retrieved November 1, 2018, from http://carrieintoronto.blogspot.co.uk/2012/02/moses- bridge-sunken-pedestrian-bridge.html.

57