หนวยหนวยการการเรียนรู เรียนรู แรงและการเคลื่อนที่แรงและการเคลื่อนที่ แผนการจัดการเรียนรูที่ 3 เรื่อง แรงเสียดทาน

ชื่อรายวิชา – รหัสวิชา วิทยาศาสตรพื้นฐาน ว23101 กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร

ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3 ภาคเรียนที่ 1 เวลา 16 ชัว่โมง /หนวย

ใชสอนวันที่ 3,4 เดือน มิถุนายน พ.ศ. 2559 เวลาเรียนครั้งนี้ 3 ชั่วโมง

ผูสอน นายวีระพงษ บรรจง โรงเรียนดงเย็นวิทยาคม จังหวัดมุกดาหาร

1. 1. มาตรฐานการเรียนรู/ตัวชี้วัดมาตรฐานการเรียนรู/ตัวชี้วัด

สาระที่ 4 : แรงและการเคลื่อนที่

มาตรฐาน ว 4.2 : เขาใจลักษณะการเคลื่อนท่ีแบบตาง ๆ ของวัตถุในธรรมชาติ มีกระบวนการ

สืบเสาะ หาความรูและจิตวิทยาศาสตร สื่อสารสิ่งที่เรียนรูและนําความรูไปใชประโยชน

ตัวชี้วัด

ว 4.1 ม.3/1 ทดลองและอธิบายความแตกตางระหวางแรงเสียดทานสถิตกับแรงเสียดทาน

จลน และนําความรูไปใชประโยชน

สาระที่ 8: ธรรมชาติของวิทยาศาสตรและเทคโนโลย ี

มาตรฐาน ว 8.1 ใชกระบวนการทางวิทยาศาสตรและจิตวิทยาศาสตรในการสืบเสาะหาความรู

การแกปญหารูวาปรากฏการณทางธรรมชาติที่เกิดข้ึนสวนใหญมีรูปแบบที่แนนอน สามารถอธิบาย

และตรวจสอบไดภายใตขอมูลและเครื่องมือท่ีมีอยูในชวงเวลานั้น ๆ เขาใจวาวิทยาศาสตร

เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดลอม มีความเกี่ยวของสัมพันธกัน

ตัวชี้วัด

ว 8.1 ม.1-3/1 ตั้งคําถามที่กําหนดประเด็นหรือตัวแปรที่สําคัญในการสํารวจตรวจสอบหรือ

ศึกษาคนควาเรื่องที่สนใจไดอยางครอบคลุมและเชื่อถือได

ว 8.1 ม.1-3/2 สรางสมมุติฐานที่สามารถตรวจสอบได และวางแผนการสํารวจตรวจสอบ

หลาย ๆ วิธี

ว 8.1 ม.1-3/3 เลือกเทคนิควิธีการสํารวจตรวจสอบท้ังเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพท่ีไดผล

เที่ยงตรงและปลอดภัย โดยใชวัสดุและเครื่องมือที่เหมาะสม

ว 8.1 ม.1-3/4 รวบรวมขอมูล จัดกระทําขอมูลเชิงปริมาณและคุณภาพ

ว 8.1 ม.1-3/5 วิเคราะหและประเมินความสอดคลองของประจักษพยานกับขอสรุป

ทั้งที่สนับสนุนหรือขัดแยงกับสมมุติฐานและความผิดปกติของขอมูลจากการสํารวจตรวจสอบ

ว 8.1 ม.1-3/6 สรางแบบจําลอง หรือรูปแบบที่อธิบายผลหรือแสดงผลของการสํารวจ

ตรวจสอบ

ว 8.1 ม.1-3/7 สรางคําถามที่นําไปสูการสํารวจตรวจสอบในเรื่องท่ีเกี่ยวของและนําความรู

ที่ไดไปใชในสถานการณใหม หรืออธิบายเกี่ยวกับแนวคิด กระบวนการ และผลของโครงงานหรือ

ชิ้นงานใหผูอื่นเขาใจ

ว 8.1 ม.1-3/8 บันทึกและอธิบายผลการสังเกต การสํารวจตรวจสอบคนควาเพิ่มเติม

จากแหลงความรูตาง ๆ ใหไดขอมูลที่เชื่อถือได และยอมรับการเปลี่ยนแปลงความรูที่คนพบ

เมื่อมีขอมูลและประจักษพยานใหมเพิ่มขึ้นหรือโตแยงจากเดิม

ว 8.1 ม.1-3/9 จัดแสดงผลงาน เขียนรายงานและ/หรืออธิบายเกี่ยวกับแนวคิด กระบวนการ

และผลของโครงงานหรือชิ้นงานใหผูอื่นเขาใจ

2. 2. จุดประสงคการเรียนรูจุดประสงคการเรียนรู

1. อธิบายหลักการของแรงเสียดทานได (K)

2. อธิบายแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจากสถานการณตาง ๆ ได (K)

3. สังเกตและอธิบายความแตกตางของแรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลนได (A)

4. นําเสนอแนวคิดที่จะเพ่ิมหรือลดแรงเสียดทานเพื่อใหเกิดประโยชนตอการดํารงชีวิตได(P)

5. สามารถออกแบบการทดลอง ทําการทดลองพรอมทั้งวิเคราะหและสรุปผลการทดลองเรื่อง

การวัดแรงเสียดทานนําไปอธิบายกิจกรรมที่เกิดในชีวิตประจําวันได (P)

6. รวมแสดงความคดิเห็นและยอมรับฟงความคิดเห็นของผูอื่นอยางมีเหตุผล (A)

7. เห็นคุณคาตอการเรียนวิทยาศาสตรมากข้ึน (A)

3. 3. แนวความคิดหลักแนวความคิดหลัก

แรงเสียดทาน คือ แรงตานทานการเคลื่อนที่ของวัตถุ มีทิศตรงกันขามกับทิศการเคลื่อนที่

ของวัตถุเสมอ แรงเสียดทานมี 2 ชนิด คือ

1. แรงเสียดทานสถิต เปนแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหวางผิวสัมผัสของวัตถุในสภาวะที่ออกแรง

กระทําตอวัตถุแลววัตถุไมเคลื่อนท่ี

2. แรงเสียดทานจลน เปนแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหวางผิวสัมผัสของวัตถุที่กําลังเคลื่อนที่

ปจจัยที่สงผลตอแรงเสียดทาน ไดแก

2.1 ชนิดของผิวสัมผัส ถาผิวหยาบหรือขรุขระจะมีแรงเสียดทานมากกวาผิวลื่น

2.2 น้ําหนักของวัตถุที่กดพื้นหรือแรงตอบโตจากพื้น ถาน้ําหนักของวัตถุที่กดพื้นมีมาก แรง

เสียดทานจะมากดวย และแรงเสียดทานจะมากหรือนอยไมขึ้นกับขนาดพื้นที่ผิวสัมผัส

การลดแรงเสียดทานระหวางผิวสัมผัสของวัตถุ ทําไดหลายวิธี เชน เลือกใชผิวสัมผัสที่ลื่นหรือ

ขรุขระนอย ใชลอหรือตลับลูกปน ใชน้ํามันหลอลื่น เพราะน้ํามันหลอลื่นจะทําใหเกิดแผนฟลมบาง ๆ

แยกผิวสัมผัสของวัตถุชวยลดแรงเสียดทานได

4. 4. สาระการเรียนรูสาระการเรียนรู

4.1 ดานความรู / เนื้อหา

4.1.1 หลักการของแรงเสียดทาน เปนแรงเสียดทานที่กระทําตอวัตถุขณะหยุดนิ่ง สวนแรง

เสียทานจลน เปนแรงเสียดทานที่กระทําตอวัตถุขณะเคลื่อนที ่

4.1.2 การเพ่ิมแรงเสียดทาน เชน การออกแบบพื้นรองเทากันลื่น

4.1.3 การลดแรงเสียดทาน เชน การใชน้ํามันหลอลื่นที่จุดหมุน

4.2 ดานทักษะกระบวนการ

4.2.1 เขียนแผนผังความคิดหลัก เกี่ยวกับแรงเสียดทานในชีวิตประจําวัน

4.2.2 วางแผน ออกแบบ ปฏบิัติการทดลอง วิเคราะห อภิปราย และสรุปผลการทดลอง

พรอมทั้งนําเสนอขอสรุปและเขียนรายงานการทดลอง เรื่อง การวัดแรงเสียดทาน

4.3 คุณลักษณะอันพึงประสงค

4.3.1 จิตวิทยาศาสตร ไดแก ความสนใจ ใฝรู

4.3.2 พฤติกรรมการทํางานกลุม ไดแก กระบวนการกลุม การใหความรวมมือในการทํางาน

บรรยากาศการเรียนในกลุม ผลสําเร็จของงาน การตรงตอเวลา

5. 5. สมรรถนะสําคัญของผูเรียนสมรรถนะสําคัญของผูเรียน

1. ความสามารถในการสื่อสาร

- การอธิบาย การเขียน การพูดหนาชั้นเรียน

2. ความสามารถในการคิด

- การสังเกต การสํารวจ การคิดวิเคราะห การเปรียบเทียบ การสรางคําอธิบาย

การสื่อความหมาย การทํากิจกรรมทดลองโดยใชกระบวนการทางวิทยาศาสตร

3. ความสามารถในการแกปญหา

- การแกปญหาขณะปฏิบัติกิจกรรม

4. ความสามารถในการใชทักษะชีวิต

- การแสวงหาความรูใหมในเรื่องที่เก่ียวของ

5. ความสามารถในการใชเทคโนโลยี

- ทักษะกระบวนการทางเทคโนโลยี และการเลือกใชเทคโนโลยี

66. . ความเขาใจที่คงทนความเขาใจที่คงทน

แรงเสียดทานสถิตเปนแรงเสียดทานที่กระทําตอวัตถุขณะหยุดนิ่ง สวนแรงเสียดทานจลน

เปนแรงเสียดทานที่กระทําตอวัตถุขณะเคลื่อนที่ การเพิ่มแรงเสียดทาน เชน การออกแบบพื้นรองเทา

เพื่อกันลื่น การลดแรงเสียดทาน เชน การใชน้ํามันหลอลื่นที่จุดหมุน

77.. ชิ้นงานหรือภาระงานชิ้นงานหรือภาระงาน

- สืบคนขอมูลจากบัตรความรู สื่อ และแหลงเรียนรู

- ทดลองและอภิปรายกิจกรรม สังเกต การวัดแรงเสียดทาน

- ผังความคิดหรือ Mind Mapping

- บันทึกการเรียนรูหลังเรียน (learning logs)

- ปายนิเทศการเรียนรู

88. . กิจกรรมการเรียนรูกิจกรรมการเรียนรูตามแบบวัฏจักรตามแบบวัฏจักรการเรียนรูการเรียนรู 7 ขั้น7 ขั้น

1. ครูทักทายนักเรียนและแจงจุดประสงคในการเรียนรูใหนักเรียนรับทราบและเขาใจในกิจกรรม

การเรียนรูในครั้งนี้

2. ครูดําเนินการทดสอบกอนเรียน โดยใหนักเรียนทําแบบทดสอบกอนเรียนชุดที่ 3 เรื่องแรงเสียดทาน

เพื่อตรวจสอบความพรอมและพ้ืนฐานของนักเรียน จํานวน 20 ขอ ใชเวลา 10 นาที

3. ครูแนะนําและซักซอมการทํากิจกรรมในการใชสื่อชุดการสอนตามแบบวัฏจักรการเรียนรู 7 ขั้น

รายวิชาวิทยาศาสตรพื้นฐาน ว23101 หนวยการเรียนรูแรงและการเคลื่อนที่ สําหรับนักเรียน

ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3 ชุดที่ 3 แรงเสียดทาน โดยวิธีการเรียนรูตามแบบวัฏจักรการเรียนรู 7 ขั้น และใช

วิธีการประเมินการเรียนรูแบบประเมินพฤติกรรมการทํางานรวมกันเปนกลุม ใหผูเรียนเขาใจโดยสังเขป

ชั่วโมงที่ 1-2 กิจกรรมการเรียนรู “รูจักแรงเสียดทาน” ขั้นที่ 1 ตรวจสอบความรูเดิม (Elicit)

1. ครูกระตุนความสนใจของนักเรียน โดยการพูดคุยซักถามประสบการณเดิมของนักเรียน

เกี่ยวกบัแรงเสียดทาน เชน

– ระหวางการใสถุงเทาเดินบนพื้นไมกับการเดินดวยเทาเปลาแตกตางกันอยางไร

– รองเทาที่มีดอกยางชัดเจนกับรองเทาที่พ้ืนมีดอกยางนอย คูไหนที่นักเรียนใสแลวเดิน

สะดวกกวากัน

– นักเรียนเคยลื่นในหองน้ําหรือไม และในขณะนั้นพ้ืนหองน้ํามีสภาพเปนแบบใด (มีน้ําที่พื้น

หรือมีคราบสบูที่พ้ืน)

2. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายคําตอบของนักเรียนเพื่อเชื่อมโยงไปสูการจัดการเรียนรูเรื่อง

แรงเสียดทาน

ขั้นที่ 2 เราความสนใจ (Engage)

1. ครูเตรียมกลองที่บรรจุของหนักประมาณ 10 กิโลกรัม จากนั้นใหอาสาสมัคร 2 คน ออก

แรงดันกลองใหเคลื่อนท่ีไปดานหนา โดยใหกลองเคลื่อนท่ีไปไดประมาณ 1 เมตร จากนั้นครูถาม

คําถามกระตุนนักเรียนดังนี้

– เมื่อนักเรียนออกแรงดันกลองแลว กลองยังไมเคลื่อนที่ แรงลัพธมีขนาดเทาไร (ศูนย)

– การที่กลองยังไมเคลื่อนท่ีแสดงวามีแรงตานแรงที่เราดันกลองใชหรือไม นักเรียนคิดวา

แรงนั้นมีทิศใด (ใช มีทิศตรงขาม)

– เมื่อกลองเคลื่อนท่ีแลว นักเรียนรูสึกใชแรงในการดันกลองนอยลงกวาตอนกลองเริ่ม

เคลื่อนที่หรือไม

2. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายจากแนวคําตอบของนักเรียน โดยครยูังไมเนนคําตอบที่

ถูกตอง

ขั้นที่ 3 สํารวจและคนหา (Explore)

1. ใหนักเรียนศึกษาแรงเสียดทานจากบัตรเนื้อหาหรือในหนังสือเรียนวิทยาศาสตร ม. 3 เลม 1

สสวท. โดยครูชวยอธิบายใหนักเรียนเขาใจวา แรงเสียดทานเกิดข้ึนเมื่อมีแรงภายนอกมากระทําตอ

วัตถุ แรงเสียดทานเปนแรงที่กระทําตอผิวลางของวัตถุที่สัมผัสกับพ้ืนและมีทิศทางตรงกันขามกับการ

เคลื่อนที่ของวัตถุ การที่วัตถุจะเคลื่อนที่ได แรงลัพธจะตองมีทิศทางเดียวกับแรงที่เรากระทําตอวัตถุ

นั่นคือ เราตองออกแรงท่ีมีขนาดมากกวาแรงเสียดทาน

2. แบงนักเรียนกลุมปฏิบัติกิจกรรม สังเกตการวัดแรงเสียดทาน ตามข้ันตอนทางวิทยาศาสตร

โดยใชทักษะการสังเกต ดังนี้

– ทําเครื่องหมายแสดงตําแหนงที่วางไมอัดจากนั้นนําถุงทราย 1 ถุง มาวางทับลงบนไมอัด

ใชเครื่องชั่งสปริงคลองหวงที่แผนไมอัดใหอยูในแนวระดับ โดยตองระวังไมใหสวนหนึ่งสวนใดของ

เครื่องชั่งสปริงสัมผัสกับพื้น และควรดึงเครื่องชั่งสปริงใหอยูในแนวระดับ (แนวราบ) ใหมากท่ีสุด

– คอย ๆ ออกแรงดึงแผนไมอัดใหเคลื่อนที่ บันทึกคาของแรงที่สังเกตได และบันทึกคาแรง

อีกครั้งเมื่อถุงทรายเคลื่อนท่ีดวยความเร็วคงท่ี โดยตองอานคาแรงดึงเมือ่เข็มบนเครื่องชั่งสปริงอยูนิ่ง

– วางแผนไมอัดไวตรงตําแหนงเดิม และปฏิบัติกิจกรรมซ้ํา แตเพิ่มจํานวนถุงทรายวางซอน

กันบนแผนไมอัดเปน 2, 3 และ 4 ถุง ตามลําดับ บันทึกผล

3. นักเรียนและครูรวมกันตรวจสอบความถูกตองของขอมูลที่ไดจากกิจกรรม

ขั้นที่ 4 อธบิาย (Explain)

1. นักเรียนแตละกลุมสงตัวแทนกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรมหนาชั้นเรียน

2. นักเรียนและครูรวมกันอภิปรายและหาขอสรุปจากการปฏิบัติกิจกรรม โดยใชแนว

คําถามตอไปนี้

– เพราะเหตุใดจึงตองอานคาของแรงดึงเมื่อถุงทรายอยูนิ่งและเคลื่อนท่ีดวยความเร็วคงที่

(เพราะแรงลัพธมีคาเทากับศูนย ทําใหคาท่ีอานไดจากเครื่องชั่งสปริงแทนคาของแรงเสียดทานได

เชนกัน)

– ในขณะที่ถุงทรายยังไมเคลื่อนท่ี เครื่องชั่งสปริงอานคาของแรงดึงไดหรือไม และเปนคาที่

แสดงถึงแรงใด (ได แสดงถึงแรงเสียดทานขณะที่วัตถหุยุดนิ่ง)

– ขณะที่ถุงทรายเริ่มเคลื่อนท่ี คาของแรงเสียดทานแตกตางจากขณะที่ถุงทรายไมเคลื่อนที่

หรือไม (คาของแรงเสียดทานขณะเคลื่อนที่มีคานอยกวา)

– เมื่อเพิ่มถุงจํานวนถุงทราย คาของแรงที่อานไดเปลี่ยนแปลงอยางไร (คาของแรงเพิ่มขึ้น

เมื่อจํานวนถุงทรายเพิ่มขึ้น)

– ผลสรุปของกิจกรรมนี้คืออะไร (แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่และเมื่อวัตถุ

เคลื่อนที่แลวจะมีคาไมเทากัน โดยขณะที่ถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่จะมีคามากที่สุด และเมื่อถุงทรายเริ่ม

เคลื่อนที่แลวคาที่อานไดจะนอยลงเสมอ)

3. นักเรียนและครูรวมกันสรุปผลจากการปฏิบัติกิจกรรม โดยใหไดขอสรุปวาแรงเสียดทานแบง

ไดเปน 2 ประเภท คือแรงเสียดทานสถิต และแรงเสียดทานจลน

– แรงเสียดทานสถิตจะมีคาไมคงที่ กลาวคือมีขนาดเทากับแรงที่มากระทําและจะมีคาสูงสุด

เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่

– แรงเสียดทานจลนเปนแรงเสียดทานในขณะที่วัตถุกําลังเคลื่อนที่ เชน การกลิ้งของ

วัตถุ การลื่นไถลของวัตถุ และการไหลของวัตถุ

ขั้นที่ 5 ขยายความรู (Expand)

1. ครูเพ่ิมเติมความรูใหนักเรียนเกี่ยวกับปจจัยที่มีผลตอแรงเสียดทานและยกตัวอยางโจทย

เพื่อใหนักเรียนฝกคํานวณคาของแรงเสียดทาน

2. นักเรียนคนควาบทความหรือคําศัพทภาษาอังกฤษเกี่ยวกับประเภทของแรงเสียดทานจาก

หนังสือเรียนภาษาอังกฤษหรืออินเทอรเน็ต และนําเสนอใหเพื่อนในหองฟง พรอมทั้งรวบรวมคําศัพท

และคําแปลลงสมุดสงครู

ขั้นที่ 6 ประเมินผล (Evaluate)

1) ครูใหนักเรียนแตละคนพิจารณาวาจากหัวขอท่ีเรียนมาและการปฏิบัติกิจกรรม มีจุด

ใดบางที่ยังไมเขาใจหรือยังมีขอสงสัย ถามี ครูชวยอธิบายเพิ่มเติมใหนักเรียนเขาใจ

2) นักเรียนรวมกันประเมินการปฏิบัติกิจกรรมกลุมวามีปญหาหรืออุปสรรคใด และไดมี

การแกไขอยางไรบาง

3) นักเรียนและครูรวมกันแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับประโยชนที่ไดรับจากการปฏิบัติ

กิจกรรม และการนําความรูที่ไดไปใชประโยชน

4) ครูทดสอบความเขาใจของนักเรียนโดยการใหตอบคําถาม เชน

– เมื่อออกแรงกระทําตอวัตถุ แตวัตถุยังคงไมเคลื่อนที่ เหตุการณนี้มีแรงเสียดทานเกิดข้ึน

หรือไม เพราะอะไร

– ปจจัยที่มีผลตอแรงเสียดทานมีอะไรบาง

– แรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลนแตกตางกันอยางไร

– ขอดีและขอเสียของแรงเสียดทานมีอะไรบาง

ขั้นที่ 7 นําความรูไปใช (Extend)

1. นักเรียนนําความรูที่ไดเรียนรูมา พรอมทั้งสืบคนขอมูลเกี่ยวกับการวัดแรงเสียดทานเพิ่มเติม

แลวนําขอมูลที่คนควาไดมาจัดทําปายนิเทศใหเพื่อน ๆ ในโรงเรียนทราบ เพื่อเปนการแลกเปลี่ยน

เรียนรู

ชั่วโมงที่ 3 กิจกรรมการเรียนรู “การนําแรงเสียดทานไปใชประโยชน” ขั้นที่ 1 ตรวจสอบความรูเดิม (Elicit)

1. ครูทบทวนความรูเดิมเกี่ยวกับแรงเสียดทานและประเภทของแรงเสียดทาน โดยการตั้ง

คําถาม เชน

– ขนาดและทิศทางของแรงเสียดทานขึ้นอยูกับคาใด (ขนาดของแรงเสียดทานขึ้นอยูกับคา

สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานและน้ําหนักของวัตถุ สวนทิศทางของแรงเสียดทานมีทิศตรงขามกับการ

เคลื่อนที่ของวัตถุเสมอ)

– การที่จะทําใหวัตถุเคลื่อนที่ไปตามพื้นไดเราตองออกแรงเทาใด (ออกแรงมากกวาแรง

เสียดทานสถิต)

– อธิบายการเกิดแรงเสียดทานตั้งแตเริ่มออกแรงดันวัตถุจนวัตถุเคลื่อนที่ (เมื่อเริ่มออก

แรงดันวัตถุ แรงเสียดทานสถิตจะคอย ๆ เพิ่มขึ้น จนกระท่ังแรงเสียดทานสถิตมีคาสูงที่สุดวัตถุจะเริ่ม

เคลื่อนที่ จากนั้นแรงเสียดทานจลนจึงเกิดขึ้นแทนแรงเสียดทานสถิต)

2. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายคําตอบของนักเรียนเพื่อเชื่อมโยงไปสูการจัดการเรียนรูเรื่อง

การนําแรงเสียดทานไปใชประโยชน

ขั้นที่ 2 เราความสนใจ (Engage)

1. ครูแบงกระดานดําออกเปน 2 ฝง แลวเขียนคําวาเพิ่มแรงเสียดทาน และลดแรงเสียดทานลง

ในแตละฝง จากนั้นใหนักเรียน 4 คน ออกมาเขียนกิจกรรมที่ตองการเพิ่มแรงเสียดทานและลดแรง

เสียดทาน จากนั้นครูใหนักเรียนที่เหลือดูวากิจกรรมเหลานั้นตองการเพิ่มหรือลดแรงเสียดทานจริง

หรือไม

2. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายจากแนวคําตอบของนักเรียน โดยครูยังไมเนนคําตอบที่ถูกตอง

ขั้นที่ 3 สํารวจและคนหา (Explore)

1. ใหนักเรียนศึกษาการนําแรงเสียดทานไปใชประโยชนจากบัตรเนื้อหาหรือในหนังสือเรียน

วิทยาศาสตร ม.3 เลม 1 สสวท. โดยครูชวยอธิบายใหนักเรียนเขาใจวา ในชีวิตประจําวันมีกิจกรรม

อุปกรณ และเครื่องใชมากมายที่ตองใชประโยชนจากแรงเสียดทาน โดยอาจทําการเพิ่มแรงเสียดทาน

หรือลดแรงเสียดทาน ซึ่งขึ้นอยูกับวาเรานําไปใชประโยชนในเรื่องใด

2. แบงนักเรียนกลุมละ 5–6 คน สืบคนขอมูลเกี่ยวกับการนําแรงเสียดทานไปใชประโยชน

ตามข้ันตอนตอไปนี้

– แตละกลุมวางแผนการสืบคนขอมูล โดยแบงหัวขอยอยใหเพื่อนสมาชิกชวยกันสืบคน

ตามที่สมาชิกกลุมชวยกันกําหนดหัวขอยอย เชน ประโยชนและโทษของแรงเสียดทาน อุปกรณ

ที่ตองเพิ่มหรือลดแรงเสียดทาน กิจกรรมที่ตองใชประโยชนจากแรงเสียดทาน และกีฬาท่ีตองเพิ่มหรือ

ลดแรงเสียดทาน

– สมาชิกกลุมแตละคนหรือกลุมยอยชวยกันสืบคนขอมูลตามหัวขอยอยท่ีตนเองรับผิดชอบ

โดยการสืบคนจากใบความรูที่ครูเตรียมมาให หรือจากหนังสือ วารสารวิทยาศาสตร สารานุกรม

วิทยาศาสตร สารานุกรมสําหรับเยาวชน และอินเทอรเน็ต

– สมาชิกกลุมนําขอมูลที่สืบคนไดมารายงานใหเพื่อน ๆ สมาชิกในกลุมฟง รวมทั้งรวมกัน

อภิปรายซักถามจนคาดวาสมาชิกทุกคนมีความรูความเขาใจที่ตรงกัน

– สมาชิกกลุมชวยกันสรุปความรูที่ไดทั้งหมดเปนผลงานของกลุม และชวยกันจัดทํารายงาน

การศึกษาคนควาเกี่ยวกับการนําแรงเสียดทานไปใชประโยชน

3. นักเรียนและครูรวมกันตรวจสอบความถูกตองของขอมูลที่ไดจากกิจกรรม

ขั้นที่ 4 อธิบาย (Explain)

1. นักเรียนแตละกลุมสงตัวแทนกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรมหนาชั้นเรียน

2. นักเรียนและครูรวมกันอภิปรายและหาขอสรุปจากการปฏิบัติกิจกรรม โดยใชแนว

คําถามตอไปนี้

– กิจกรรมใดบางที่ตองเพิ่มแรงเสียดทานเพ่ือความปลอดภัย (ขับรถ ปนเขา)

– กิจกรรมใดบางที่ตองการลดแรงเสียดทาน (วายน้ํา การเข็นของหนัก)

– ในการแขงวอลเลยบอล จะมีการเช็ดพื้นเมื่อถึงเวลาพักครึ่ง นักเรียนคิดวาเปนเพราะเหตุ

ใด (เหงื่อของนักกีฬาที่หยดลงพื้นจะทําใหพื้นลื่น และเปนอุปสรรคตอการแขงขัน)

– พื้นรองเทาของนักกีฬาแตละประเภทมีลักษณะตางกัน นักเรียนคิดวาเปนเพราะเหตุใด

(กีฬาแตละประเภทแขงขันบนพื้นที่มีพื้นผิวตางกัน แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจึงมีคาไมเทากัน)

– เราใชยางรัดมัดรอบฝาขวดน้ํากอนทําการเปดเพื่ออะไร (เพิ่มแรงเสียดทาน ทําใหเปดฝา

ขวดน้ําไดงายขึ้น)

3. นักเรียนและครูรวมกันสรุปผลจากการปฏิบัติกิจกรรม โดยใหไดขอสรุปวาการเพิม่และ

ลดแรงเสียดทานตองคํานึงถึงการนําไปใชประโยชน เพราะถาเพ่ิมหรือลดแรงเสียดทานไมถูกตอง

อาจทําใหเกิดอันตรายตอชีวิตได

4. ครูและนักเรียนรวมกันสรุปเกี่ยวกับประเภทของแรงเสียดทาน โดยรวมกันเขียน

เปนแผนที่ความคิดหรือผังมโนทัศน

ขั้นที่ 5 ขยายความรู (Expand)

1. นักเรียนคนควาบทความหรือคําศัพทภาษาอังกฤษเกี่ยวกับการนําแรงเสียดทานไปใช

ประโยชนจากหนังสือเรียนภาษาอังกฤษหรืออินเทอรเน็ต และนําเสนอใหเพื่อนในหองฟง พรอมทั้ง

รวบรวมคําศัพทและคําแปลลงสมุดสงครู

2. ครูและนักเรียนรวมกันสรุปเกี่ยวกับการนําแรงเสียดทานไปใชประโยชน โดยรวมกันเขียน

เปนแผนที่ความคิดหรือผังมโนทัศน

ขั้นที่ 6 ประเมินผล (Evaluate)

1. ครูใหนักเรียนแตละคนพิจารณาวาจากหัวขอท่ีเรียนมาและการปฏิบัติกิจกรรม มีจุด

ใดบางที่ยังไมเขาใจหรือยังมีขอสงสัย ถามี ครูชวยอธิบายเพิ่มเติมใหนักเรียนเขาใจ

2. นักเรียนรวมกันประเมินการปฏิบัติกิจกรรมกลุมวามีปญหาหรืออุปสรรคใด และไดมี

การแกไขอยางไรบาง

3. นักเรียนและครูรวมกันแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับประโยชนที่ไดรับจากการปฏิบัติ

กิจกรรม และการนําความรูที่ไดไปใชประโยชน

4. ครูทดสอบความเขาใจของนักเรียนโดยการใหตอบคําถาม เชน

– การหยอดน้ํามันที่บานพับประตูเปนการเพิ่มหรือลดแรงเสียดทาน

– ถารองเทาของนักสเก็ตน้ําแข็งไมมีแรงเสียดทานเลยจะเกิดอะไรข้ึน

– ถานักเรียนตองไปปนเขากับเพื่อน นักเรียนจะเลือกรองเทาลักษณะใด

– เรือทีต่องการความเร็วในการเคลื่อนที่ควรมีลักษณะใด เพราะอะไร

5. ครูดําเนินการทดสอบหลังเรียนชุดที่ 3 เรื่องแรงเสียดทาน จํานวน 20 ขอ ใชเวลา 20 นาที

เพื่อวัดความกาวหนา/ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

ขั้นที่ 7 นําความรูไปใช (Extend)

1. นําความรูเรื่อง แรงเสียดทาน ไปใชประโยชนในดานตาง ๆ เชน การออกแบบพื้นรองเทา

เพื่อกันลื่น การลดแรงเสียดทาน เชน การใชน้ํามันหลอลื่นที่จุดหมุน เปนตน

99. . แนวทางการบูรณาการแนวทางการบูรณาการ

คณิตศาสตร : คํานวณหาคาแรงเสียดทานและสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานจากโจทยที่กําหนดให

ภาษาตางประเทศ : ฟง พูด อาน และเขียนบทความและคําศัพทภาษาอังกฤษเกี่ยวกับประเภท

ของแรงเสียดทานที่เรียนรูหรือที่นักเรียนสนใจ

10. สื่อการเรียนรู 10. สื่อการเรียนรู / นวัตกรรม / เทคโนโลยีท่ีใช/ นวัตกรรม / เทคโนโลยีท่ีใช

1. คูมือชุดการสอนตามแบบวัฏจักรการเรียนรู 7 ขั้น สําหรับนักเรียน ชุดที่ 3 แรงเสียดทาน

2. หนังสือเรียน วิทยาศาสตร ม.3 เลม 1 สสวท.

4. อุปกรณทดลองวิทยาศาสตร แผนไมอัด/เครื่องชั่งสปริง/ถุงทราย

5. บัตรเนื้อหา เรื่องแรงเสียดทาน

6. บัตรกิจกรรมที่ 3 สังเกต การวัดแรงเสียดทาน

11. E-book หนวยการเรียนรูแรงและการเคลื่อนท่ี เรื่อง แรงเสียดทาน

11. แหลงขอมูลสา11. แหลงขอมูลสารสนเทศรสนเทศ

1. ศูนยแสดงผลงานทางวิทยาศาสตร โรงเรียนดงเย็นวิทยาคม

2. ศูนยสื่อการสอน กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร โรงเรียนดงเย็นวิทยาคม

3. หองสมุดโรงเรียนดงเย็นวิทยาคม

4. บทเรียนทางอินเทอรเน็ต

- http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/ap-physics1/index.html

- http://chutikan605.weebly.com/

1122. . การวัดและประเมินผลการวัดและประเมินผล

1. การตรวจชิ้นงาน/ภาระงาน

ประเด็นที่ตองประเมิน ดานความรู

1. ทําความเขาใจกับปญหา

2. วางแผนแกปญหา

3. การดําเนินการ

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

ตรวจชิ้นงาน ชิ้นงาน/ภาระงาน

บัตรกิจกรรมที่ 3 สังเกตการวัดแรงเสียดทาน

ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

ประเด็นที่ตองประเมิน ดานเนื้อหา

1. ความถูกตองของเนื้อหา

2. การใชภาษาในการสรุปความและสื่อความ

3. การสงงานตรงตามกําหนดเวลา

4. ความเปนระเบียบเรียบรอยและสะอาด

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

ตรวจชิ้นงาน แบบบันทึกการเรียนรูหลังเรียน (learning logs) ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

2. แบบประเมินทักษะ/กระบวนการ

ประเด็นที่ตองประเมิน การตรวจชิ้นงาน

ภาระงานที่ 1

1. สมมุติฐานการทดลอง

2. จุดประสงคการทดลอง

3. การบันทึกผลการทดลอง

4. การวิเคราะหและสรุปผลการทดลอง

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

ตรวจชิ้นงาน แบบรายงานการทดลอง

เรื่อง สังเกต การวัดแรงเสียดทาน

ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

ภาระงานที่ 2

1.ความถูกตองของการเชื่อมโยงประเด็นท่ีเกี่ยวของกันของเนื้อหา

2.ความถูกตองของการสรุปแนวคิด ความคิดและประเด็นสําคัญ

3.สีสันและรูปแบบมีความเหมาะสม

4.ความเปนระเบียบเรียบรอย สะอาดและสวยงาม

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

ตรวจชิ้นงาน แผนผังความคิด เรื่องแรงเสียดทาน ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

ภาระงานที่ 3

1. การใชอุปกรณ

2. ลําดับขั้นตอน

3. ระยะเวลาที่ใช

4. การนําเสนอขอมูลและการสรุปผล

5. การทําความสะอาดและจัดเก็บอุปกรณ

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

ตรวจชิ้นงาน แบบประเมินทักษะในการปฏิบัติการทดลอง

ของนักเรียน

ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

3. คุณลักษณะอันพึงประสงค

3.1 จิตวิทยาศาสตร

ประเด็นที่ตองประเมิน

1. ความสนใจ ใฝรู

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือทีใ่ชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

การสังเกต แบบสังเกตพฤติกรรม

(ดานจิตวิทยาศาสตร)

ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

3.2 พฤติกรรมทํางานกลุม

ประเด็นที่ตองประเมิน

1. กระบวนการกลุม

2. การใหความรวมมือ

3. บรรยากาศการเรียนในกลุม

4. ผลสําเร็จของงาน

5. การตรงตอเวลา

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

การสังเกต แบบสังเกตพฤติกรรมการทํางานกลุม ผานเกณฑประเมิน

ไมนอยกวารอยละ 70

4. สมรรถนะสําคัญของผูเรียน

ประเด็นที่ตองประเมิน

1. ความสามารถในการสื่อสาร

2. ความสามารถในการคิด

3. ความสามารถในการแกปญหา

4. ความสามารถในการใชทักษะชีวิต

5.ความสามารถในการใชเทคโนโลย ี

วิธีวัดและประเมินผล เครื่องมือที่ใชในการประเมินผล เกณฑการประเมิน

การสังเกต แบบประเมินสมรรถนะสําคัญของผูเรียน ผานเกณฑการประเมิน

ในระดับผาน

รายวิชา วิชาวิทยาศาสตรพื้นฐาน ว23101 ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3

ผูสอน นายวีระพงษ บรรจง กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร โรงเรียนดงเย็นวิทยาคม

คําชี้แจง

1. แบบทดสอบจํานวน 20 ขอ 20 คะแนน ใหใชเวลาทําแบบทดสอบ 10 นาท ี

2. นักเรียนทําเครื่องหมาย ทับ ขอ ก ข ค หรือ ง ที่เห็นวาถูกที่สุดเพียงขอเดียว

คําสั่ง

จงเลือกคําตอบท่ีถูกท่ีสุดเพียงคําตอบเดียว แลวกาเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในชอง

1. แรงเสียดทาน หมายถึง ขอใด ?

ก. แรงที่ตานการเคลื่อนท่ีของวัตถุ ทําใหวัตถุมีการเปลี่ยนรูปพลังงาน

ข. แรงที่เกิดระหวางผิวสัมผัสของวัตถุและมีทิศทางตรงขามกับแรงที่ทําใหวัตถุเคลื่อนที่

ค. แรงที่เกิดระหวางผิวสัมผัสของวัตถุและมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ

ง. แรงที่เกิดจากแรงโนมถวงของโลกที่กระทําตอมวลของวัตถุ

2. ขอใด ไมมีแรงเสียดทาน

ก. รถแลนลงจากสะพาน

ข. เดินเลนที่สนามหญา

ค. นั่งตัวตรงบนเกาอ้ี

ง. ลากกระเปาที่มีลอ

3. วิธีการในขอใด เปนการลดแรงเสียดทาน

ก. ใชน้ํามันลอลื่นกับเครื่องจักร

ข. การใสตลับลูกปน ที่ลอรถเข็น

ค. การทําใหผิวสัมผัสเรียบ

ง. ถูกทุกขอ

4. อุปกรณใดที่ตองออกแบบใหเกิดแรงเสียดทานมาก

ก. พวงมาลัยรถยนต

ข. กระบอกสูบ

ค. เบรกรถยนต

ง. ตลับลูกปน

5. การกระทําในขอใดเปนการเพิ่มแรงเสียดทาน

ก. ราดน้ําลงบนพื้นถนน

ข. เพิ่มลวดลายที่พื้นรองเทา

ค. ขัดพื้นไมใหเรียบแลวทาแลกเกอรใหมันเปนเงางาม

ง. ลดมวลของวัตถุลง

6. การกระทําในขอใดเปนการลดแรงเสียดทาน

ก. การใชลอในยานพาหนะ

ข. การทําดอกยางในยางรถยนต

ค. พื้นรองเทาที่มีลวดลาย

ง. ถนนที่มีผิวขรุขระ

7. วัตถุในขอใดทําใหเกิดแรงเสียดทานมากที่สุด

ก. วัตถุที่มีพื้นผิวเรียบ

ข. วัตถุที่มีพื้นผิวขรุขระ

ค. วัตถุที่มีมวลมาก

ง. วัตถุที่มีมวลนอย

8. เมื่อพิงบันไดกับกําแพงสูงท่ีตีนบันไดมักมียางหุม เกี่ยวของกับแรงเสียดทานอยางไร

ก. ลดแรงเสียดทานเพื่อใหยกบันไดงาย

ข. ลดแรงเสียดทานเพื่อใหเลื่อนงาย

ค.เพิ่มแรงเสียดทานเพื่อใหยกบันไดยาก

ง.เพิ่มแรงเสียดทานใหเลื่อนยาก

9. ออกแรงลากทอนไม 5 กิโลกรัม บนพื้นโตะดังรูป ถาทอนไมเคลื่อนที่สม่ําเสมอและแรงดึงใน

เสนเชือกเทากับ 19.6 นิวตัน จะมีสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานระหวางทอนไมและพื้นโตะ

เทาใด

ก. 0.2

ข. 0.4

ค. 0.6

ง. 0.8

10. พิจารณาขอความตอไปนี้

1. แรงเสียดทานจะมีขนาดมากที่สุด เมื่อวัตถุมีความเร็วสูงสุด

2. แรงเสียดทานมีทิศสวนทางกับความเร็ว

3. แรงเสียดทานมีทิศตรงขามกับแรงท่ีกระทําตอวัตถุ

ขอใดถูกตอง

ก. ขอ 1

ข. ขอ 2

ค. ขอ 3

ง. ขอ 1, 2

11. พิจารณาขอความตอไปนี้

1. ลอมีไวสําหรับลดแรงเสียดทานระหวางรถกับถนน

2. ผลของแรงเสียดทานอาจทําใหเกิดความรอนและเสียงได

3. ในยานพาหนะจําเปนจะตองลดแรงเสียดทานในอุปกรณทุกสวน

4. ลวดลายบนพื้นผิวลอจะยิ่งชวยลดแรงเสียดทานระหวางลอกับถนน

ขอใดกลาวถูกตอง

ก. ขอ 1 และ 2 ถูก ข. ขอ 3 และ 4 ถูก ค. ขอ 2 และ 3 ถูก ง. ถูกทุกขอ

12. ขอใดกลาวถูกตอง

ก. การเบรกรถจําเปนตองอาศัยแรงเสียดทาน

ข. การเคลื่อนที่ของรถไมจําเปนตองอาศัยแรงเสียดทาน

ค. ขณะรถแลนบนถนนจะมีแรงเสียดทานมากกวาเมื่อเริ่มเคลื่อนท่ี

ง. เฉพาะยานพาหนะทางบกเทานั้นที่มีแรงเสียดทานเกิดข้ึนขณะเคลื่อนที่

13. ออกแรงลากโตะ 10 N โตะและพื้นมีแรงเสียดทาน 30 N แรงลัพธที่กระทําตอพื้น

ก. 10 N

ข. 20 N

ค. 30 N

ง. 40 N

14. คาของแรงเสียดทานจะมากหรือนอยข้ึนอยูกับสิ่งตอไปนี้ ยกเวนขอใด

ก. ลักษณะผิวสัมผัส

ข. มวลของวัตถุ

ค. ชนิดวัตถุ

ง. ที่อยูวัตถุ

15. เหตุใดยางรถยนตจึงมีลวดลายผิวขรุขระ

ก. เพิ่มแรงเสียดทาน

ข. ลดแรงเสียดทาน

ค. ใหความสวยงาม

ง. สะดวกสบายเวลาเปลี่ยนยาง

16. แรงเสียดทานมีทิศใดเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่

ก. ทิศตามการเคลื่อนท่ี

ข. ทิศสวนทางกับการเคลื่อนท่ี

ค. มีทิศตั้งฉากกับการเคลื่อนที่

ง. ถูกทุกขอ

17. ถาพ้ืนที่มีความเสียดทานนอยเกินไปอาจทําใหเกิดผลอยางไร

ก. ทําใหพื้นมีความฝดมากเกินไป

ข. ทําใหลื่นลมเกิดอุบัติเหตุได

ค. เปลืองแรงในการเคลื่อนยายวัตถุมากขึ้น

ง. ตองใชแรงในการเดินเพิ่มขึ้น

18. การปองกันการเกิดอุบัติเหตุทางรถยนต และปองกันการหกลมจากรองเทาทําโดย

ก. เพิ่มแรงเสียดทาน

ข. ลดแรงเสียดทาน

ค. เลือกใชยางรถยนตผิวเรียบที่สุด

ง. ใชรองเทาที่มีพื้นเรียบที่สุด

19. แรงเสียดทานมีประโยชนตอการเคลื่อนที่ อยางไร

ก. ถาเดินในบริเวณที่มีพื้นผิวเรียบ ลื่นจะเดินยากกวาเดินบนพื้นผิวที่ขรุขระ และอาจทําใหหก

ลมไดงายเนื่องจากมีแรงเสียดทานนอย

ข. การสวมรองเทาที่มีพื้นรองเทาเรียบจะเกิดความปลอดภัย มากที่สุด

ค. การผลิตลอรถยนตควรมีดอกยางที่นอยเพ่ือใหลอเกาะถนนไดดี

ง. ถาตองเดินลุยน้ําควรใสรองเทาที่พื้นผิวเรียบ เพราะจะทําใหเดินงาย

20. ขอใดกลาวไมถูกตอง

ก. แรงเสียดทานที่เกิดข้ึนกับยานพาหนะท้ังทางบก ทางน้ํา และทางอากาศ มีลักษณะแตกตางกัน

ขึ้นอยูกับพ้ืนที่ผิวสัมผัสของยานพาหนะกับแรงเสียดทาน

ข. รถยนต พื้นที่ผิวสัมผัสจะอยูท่ีลอรถยนตกับพื้นถนนและตัวถังรถยนตกับอากาศ จึงมีแรงเสียด

ทานจากการเสียดสีกับถนนและอากาศ

ค. เรือ พ้ืนที่ผิวสัมผัสจะอยูที่ผิวดานนอกของเรือกับน้ําและเรือกับอากาศจึงเกิดแรงเสียดทานจาก

การเสียดสีกับน้ําและอากาศ

ง. เครื่องบิน พื้นที่ผิวสัมผัสอยูท่ีเครื่องบินกับอากาศ จึงทําใหไมเกิดแรงเสียดทานจากการเสียดส ี

กับอากาศ

ประกอบแผนการจัดการเรียนรูที่ 3

เรื่อง แรงเสียดทาน รายวิชา วิทยาศาสตรพื้นฐาน ว23101 ระดับชันมัธยมศึกษาปที่ 3 สอนโดย นายวีระพงษ บรรจง จุดประสงคการเรียนรู 1. อธิบายหลักการของแรงเสียดทานได (K)

2. อธิบายแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจากสถานการณตาง ๆ ได (K)

3. สังเกตและอธิบายความแตกตางของแรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน (A)

แรงเสียดทานแรงเสียดทาน แรงเสียดทาน (frictional force) คือ แรงที่ตานการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งเกิดขึ้นระหวางผิววัตถุกับ

พื้นที ่สัมผัสและมีทิศตรงกันขามกับทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุเสมอ

ภาพที่ 12 แสดงแรงเสียดทาน

(ประดับ นาคแกวและคณะ. หนังสือเรียนแม็ค วิทยาศาสตร ม.3 หนา 193)

ถาเรากําหนดใหวัตถุมวล m มีน้ําหนัก mg วางอยูบนพื้นราบ ดังภาพ

ภาพที่ 13 แสดงทิศทางของแรงที่กระทําตอวัตถ ุ

(บัญชา แสนทวีและคณะ. หนังสือเรียนรายวชิาวิทยาศาสตรพืน้ฐาน ม.3 เลม2 หนา 9)

เราสามารถพิจารณาผลที่เกิดขึ้นกับวัตถุไดหลาย ๆ กรณีดังนี้ 1. เมื่อวัตถุอยูนิ่ง ไมมีแรงมากระทําใหวัตถุเคลื่อนที่ แรงเสียดทานจะมีคาเทากับศูนย 2. เมื่อมีแรงมากระทํา แรงเสียดทานจะมีทิศทางตรงกันขาม และกระทําวัตถุตอผิวลางของวัตถุที่สัมผัสกับพื้น ดังภาพ โดย F แทนแรงที่ดึงใหวัตถุเคลื่อนที่ และ f แทนแรงเสียดทาน

ภาพที่ 14 แสดงทิศทางของแรงที่กระทําใหวัตถุเคลื่อนที่กับแรงเสียดทานจะเกิดขึ้นตรงกันขามเสมอ

(บัญชา แสนทวีและคณะ. หนังสือเรียนรายวชิาวิทยาศาสตรพืน้ฐาน ม.3 เลม2 หนา 10)

ประเภทของแรงเสียดทาน แรงเสียดทานมี 2 ประเภท คือ

1. แรงเสียดทานสถิต (static friction)คือ เปนแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจากวตัถุ 2 ชนิด

มาสัมผัสกัน พบวาแรงเสียดทานที่เกดิจะมีคาไมคงที่ คือ มีขนาดเทากบแรงที่มากระทําและมีคาสูงสุดขนาดหนึ่ง หากแรงกระทํามากกวาคาสูงสุดวัตถุจะเคลื่อนที ่ 2. แรงเสียดทานจลน (kinetic friction)คือ เปนแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นกับวตัถุ 2 ชนิด

ในขณะวัตถุกําลังเคลื่อนที่ เชน การกลิ้งของวัตถุการลื่นไถลของวัตถุและการไหลของวัตถ ุ เราสามารถอธิบายแรงเสียดทานทั้ง 2 ประเภทจากกราฟในภาพที่ 16 ดังนี้

ภาพที่ 15 แสดงกราฟเปรียบเทียบแรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน

(บัญชา แสนทวีและคณะ. หนังสือเรียนรายวชิาวิทยาศาสตรพืน้ฐาน ม.3 เลม2 หนา 12)

เมื่อเราคอยๆออกแรง F ที่กระทําตอวัตถุ เราพบวาตอนแรกวัตถุไมเคลื่อนที่ ทั้งนี้เนื่องจาก

แรง F ที่เราคอย ๆ เพิ่มขึ้นนั้นเทากับแรงเสียดทานสถิต (แรงลัพธเทากับศูนย) แตเมื่อเราเพิ่มแรง

F ที่กระทําตอวัตถุใหมีคาเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งเทากับคาสูงสุดของแรงเสียดทานสถิต ในที่สุด

วัตถุก็เริ่มเคลื่อนที่ หลังวัตถุเริ่มเคลื่อนที่แลว แรง F ที่ใชในการกระทําใหวัตถุเคลื่อนที่นอยลง เมื่อวัตถุ

เคลื่อนที่ดวยความเร็วคงตัว แรงลัพธมีคาเทากับศูนย แสดงวา แรง F ในขณะที่วัตถุเคลื่อนที่

เทากับแรงเสียดทานในขณะวัตถุเคลื่อนที่ ซ่ึงแรงเสียดทานขณะที่วัตถุเคลื่อนที่นี้ คือ แรงเสียดทานจลน

ปจจัยที่มีผลตอแรงเสียดทานปจจัยที่มีผลตอแรงเสียดทาน แรงเสียดทานจะมีคามากหรือนอยขึ้นกับปจจัยตอไปนี้ 1. น้ําหนักของวัตถุ วัตถุมีมวลมากจะมีแรงเสียดทานมากกวาวัตถุที่มีมวลนอย 2. พื้นผิวของวัตถุ วัตถุที่มีพื้นผิวขรุขระจะมีแรงเสียดทานมากกวาวัตถุที่มีผิวเรียบ

3. สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน (µ อานวา มิว) เปนคาที่แสดงใหทราบวา แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหวางผิวสัมผัส 2 ชนิดมีคาเทาใด

ภาพที่ 16 แสดงสัมประสิทธิข์องแรงเสียดทาน

(บัญชา แสนทวีและคณะ. หนังสือเรียนรายวชิาวิทยาศาสตรพืน้ฐาน ม.3 เลม2 หนา 13)

แรงเสียดทานเกิดขึ้นไดเสมอเมื่อวัตถุ 2 ชนิดมีผิวสัมผัสตอกัน ดังนั้นในการออกแบบเครื่องใชหรืออุปกรณตาง ๆ จะตองคํานึงถึงแรงเสียดทานที่จะเกิดขึ้นดวย โดยเคร่ืองใชหรืออุปกรณบางชนิดอาจตองเพิ่มแรงเสียดทานเพื่อความปลอดภัย ในขณะที่เคร่ืองใชหรืออุปกรณบางชนิดจะตองหาวิธีในการลดแรงเสียดทานเพื่อการใชงานที่สะดวกขึ้น

การใชประโยชนจากการเพิ่มแรงเสียดทาน เชน การออกลวดลายบนพื้นรองเทาเพื่อกันลื่น การผลิตนอตใหมีเกลียว เพื่อเพิ่มแรงเสียดทาน การทํายางรถมีลวดลาย ที่เรียกวา ดอกยางเพื่อใหรีดน้ําและเพิ่มแรงเสียดทานในการยึดเกาะถนน เปนตน

ภาพที่ 17 แสดงประโยชนของการเพิ่มแรงเสียดทาน

http://emmer.orgfree.com/scihtml/sci9_3_2_1.html

สืบคนเมื่อ 15 ตุลาคม 2555.

การใชประโยชนจากการลดแรงเสียดทาน เชนการออกแบบรูปทรงของยานพาหนะใหมีรูปรางเพรียวเพื่อลดแรงเสียดทานของอากาศ การออกแบบชุดวายน้ําของนักกีฬาใหมีพื้นผิวเฉพาะ เพื่อลดแรงเสียดทานของน้ํา เปนตน

ภาพที่ 18 แสดงการออกแบบรูปทรงยานพาหนะ

ที่มา : http://www.auto-thailand.com/images/column_1340780971/Focus-goes-through-wind-

tunnel-testing-in-Merkenich.jpg

สืบคนเมื่อ 15 ตุลาคม 2555

ภาพที่ 19 แสดงชดุกีฬาวายน้ํา

ที่มา : http://cdn.gotoknow.org/assets/media/files/000/384/513/original_s1.jpg สืบคนเมื่อ 15 ตุลาคม 2555.

แผนการจัดการเรียนรูที่ 3 เรื่อง แรงเสียดทาน คําชี้แจง ใหนักเรียนแตละกลุมปฏิบัติ ดังนี ้ 1. อานวิธีทํากิจกรรมใหเขาใจ 2. ตอบคําถามกอนทํากิจกรรม 3. ทํากิจกรรมและบันทึกผล 4. ตอบคําถามหลังทํากิจกรรม

จุดประสงคของกิจกรรม 1. อธิบายการเกิดแรงเสียดทาน 2. สังเกตความแตกตางของแรงเสียดทานของวัตถุขณะหยุดอยูกับที่กับขณะเคลื่อนที่ ขั้นตอน

1. ทําเคร่ืองหมายแสดงตําแหนงที่วางไมอัดจากนั้นนําถุงทราย 1 ถุง มาวางทับลงบนไมอัด

ใชเคร่ืองชั่งสปริงคลองหวงที่แผนไมอัดใหอยูในแนวระดับ ดังรูป (ก) 2. คอย ๆ ออกแรงดึงแผนไมอัดใหเคลื่อนที่ บันทึกคาของแรงที่สังเกตได และบันทึก

คาแรง อีกครั้งเมื่อถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่

3. วางแผนไมอัดไวตรงตําแหนงเดิม แลวดําเนินการเชนเดียวกับขอ 2 แตเพิ่มจํานวนถุง

ทรายวางซอนกันบนแผนไมอัดเปน 2, 3 และ 4 ถุง ตามลําดับ บันทึกผล

การดึงแผนไมอัดที่มีถุงทรายวางอยู หมายเหตุ 1. ขณะทํากิจกรรม นักเรียนตองระวังไมใหสวนหนึ่งสวนใดของเคร่ืองชั่งสปริง

สัมผัสกับพื้น และควรดึงเครื่องชั่งสปริงใหอยูในแนวระดับ (แนวราบ) ใหมากที่สุด

2. นักเรียนตองอานคาแรงดึงเมื่อเข็มบนเคร่ืองชั่งสปริงอยูนิ่ง ในขณะที่ถุงทราย

เคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่

กิจกรรมที่ 3 สังเกต : การวัดแรงเสียดทาน

คําถามกอนทํากิจกรรม

บันทึกผลการสังเกต

จํานวนถุงทราย คาของแรงที่วัดได (นิวตัน)

ถุงทรายเริม่เคลื่อนที ่ ถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่ 1 2 3 4

สรุปผล …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

คําถามหลังทํากิจกรรม 1. คาของแรงที่อานไดจากเคร่ืองชั่งสปริงแสดงคาของอะไร .................................................................................................................................................... 2. คาของแรงที่วัดไดกอนวัตถุเริ่มเคลื่อนที่มีลักษณะใด .................................................................................................................................................... 3. คาของแรงที่วัดไดเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่มีลักษณะใด .................................................................................................................................................... 4. นักเรียนควรวัดแรงที่ใชดึงถุงทรายขณะวัตถุเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่เพราะอะไร .................................................................................................................................................... 5. คาของแรงที่อานไดเมื่อถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่และเมื่อถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่แตกตางกันอยางไร .................................................................................................................................................... 6. จํานวนถุงทรายที่เพิ่มขึ้นมีผลตอแรงที่ใชดึงใหถุงทรายเคลื่อนที่หรือไม อยางไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. ผลสรุปของกิจกรรมนี้คืออะไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

รายวิชา วิชาวิทยาศาสตรพื้นฐาน ว23101 ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3

ผูสอน นายวีระพงษ บรรจง กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร โรงเรียนดงเย็นวิทยาคม

คําชี้แจง

1. แบบทดสอบจํานวน 20 ขอ 20 คะแนน ใหใชเวลาทําแบบทดสอบ 10 นาท ี

2. นักเรียนทําเครื่องหมาย ทับ ขอ ก ข ค หรือ ง ที่เห็นวาถูกที่สุดเพียงขอเดียว

คําสั่ง

จงเลือกคําตอบท่ีถูกท่ีสุดเพียงคําตอบเดียว แลวกาเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในชอง

1. พิจารณาขอความตอไปนี้

1. แรงเสียดทานจะมีขนาดมากที่สุด เมื่อวัตถุมีความเร็วสูงสุด

2. แรงเสียดทานมีทิศสวนทางกับความเร็ว

3. แรงเสียดทานมีทิศตรงขามกบัแรงท่ีกระทําตอวัตถุ

ขอใดถูกตอง

ก. ขอ 1

ข. ขอ 2

ค. ขอ 3

ง. ขอ 1, 2

2. ออกแรงลากทอนไม 5 กิโลกรัม บนพื้นโตะดังรูป ถาทอนไมเคลื่อนที่สม่ําเสมอและแรงดึงใน

เสนเชือกเทากับ 19.6 นิวตัน จะมีสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานระหวางทอนไมและพื้นโตะ

เทาใด

ก. 0.2

ข. 0.4

ค. 0.6

ง. 0.8

3. เมื่อพิงบันไดกับกําแพงสูงท่ีตีนบันไดมักมียางหุม เกี่ยวของกับแรงเสียดทานอยางไร

ก. ลดแรงเสียดทานเพื่อใหยกบันไดงาย

ข. ลดแรงเสียดทานเพื่อใหเลื่อนงาย

ค.เพิ่มแรงเสียดทานเพื่อใหยกบันไดยาก

ง.เพิ่มแรงเสียดทานใหเลื่อนยาก

4. วัตถุในขอใดทําใหเกิดแรงเสียดทานมากที่สุด

ก. วัตถุที่มีพื้นผิวเรียบ

ข. วัตถุที่มีพื้นผิวขรุขระ

ค. วัตถุที่มีมวลมาก

ง. วัตถุที่มีมวลนอย

5. การกระทําในขอใดเปนการลดแรงเสียดทาน

ก. การใชลอในยานพาหนะ

ข. การทําดอกยางในยางรถยนต

ค. พื้นรองเทาที่มีลวดลาย

ง. ถนนที่มีผิวขรุขระ

6. การกระทําในขอใดเปนการเพิ่มแรงเสียดทาน

ก. ราดน้ําลงบนพื้นถนน

ข. เพิ่มลวดลายที่พื้นรองเทา

ค. ขัดพื้นไมใหเรียบแลวทาแลกเกอรใหมันเปนเงางาม

ง. ลดมวลของวัตถุลง

7. อุปกรณใดที่ตองออกแบบใหเกิดแรงเสียดทานมาก

ก. พวงมาลัยรถยนต

ข. กระบอกสูบ

ค. เบรกรถยนต

ง. ตลับลูกปน

8. วิธีการในขอใด เปนการลดแรงเสียดทาน

ก. ใชน้ํามันลอลื่นกับเครื่องจักร

ข. การใสตลับลูกปน ที่ลอรถเข็น

ค. การทําใหผิวสัมผัสเรียบ

ง. ถูกทุกขอ

9. ขอใด ไมมีแรงเสียดทาน

ก. รถแลนลงจากสะพาน

ข. เดินเลนที่สนามหญา

ค. นั่งตัวตรงบนเกาอ้ี

ง. ลากกระเปาที่มีลอ

10. แรงเสียดทาน หมายถึง ขอใด

ก. แรงที่ตานการเคลื่อนท่ีของวัตถุ ทําใหวัตถุมีการเปลี่ยนรูปพลังงาน

ข. แรงที่เกิดระหวางผิวสัมผัสของวัตถุและมีทิศทางตรงขามกับแรงที่ทําใหวัตถุเคลื่อนที่

ค. แรงที่เกิดระหวางผิวสัมผัสของวัตถุและมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ

ง. แรงที่เกิดจากแรงโนมถวงของโลกที่กระทําตอมวลของวัตถุ

11. พิจารณาขอความตอไปนี้

1. ลอมีไวสําหรับลดแรงเสียดทานระหวางรถกับถนน

2. ผลของแรงเสียดทานอาจทําใหเกิดความรอนและเสียงได

3. ในยานพาหนะจําเปนจะตองลดแรงเสียดทานในอุปกรณทุกสวน

4. ลวดลายบนพื้นผิวลอจะยิ่งชวยลดแรงเสียดทานระหวางลอกับถนน

ขอใดกลาวถูกตอง

ก. ขอ 1 และ 2 ถูก ข. ขอ 3 และ 4 ถูก ค. ขอ 2 และ 3 ถูก ง. ถูกทุกขอ

12. ขอใดกลาวถูกตอง

ก. การเบรกรถจําเปนตองอาศัยแรงเสียดทาน

ข. การเคลื่อนที่ของรถไมจําเปนตองอาศัยแรงเสียดทาน

ค. ขณะรถแลนบนถนนจะมีแรงเสียดทานมากกวาเมื่อเริ่มเคลื่อนท่ี

ง. เฉพาะยานพาหนะทางบกเทานั้นที่มีแรงเสียดทานเกิดข้ึนขณะเคลื่อนที่

13. ออกแรงลากโตะ 10 N โตะและพื้นมีแรงเสียดทาน 30 N แรงลัพธที่กระทําตอพื้น

ก. 10 N

ข. 20 N

ค. 30 N

ง. 40 N

14. คาของแรงเสียดทานจะมากหรือนอยข้ึนอยูกับสิ่งตอไปนี้ ยกเวนขอใด

ก. ลักษณะผิวสัมผัส

ข. มวลของวัตถุ

ค. ชนิดวัตถุ

ง. ที่อยูวัตถุ

15. เหตุใดยางรถยนตจึงมีลวดลายผิวขรุขระ

ก. เพิ่มแรงเสียดทาน

ข. ลดแรงเสียดทาน

ค. ใหความสวยงาม

ง. สะดวกสบายเวลาเปลี่ยนยาง

16. แรงเสียดทานมีทิศใดเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่

ก. ทิศตามการเคลื่อนท่ี

ข. ทิศสวนทางกับการเคลื่อนท่ี

ค. มีทิศตั้งฉากกับการเคลื่อนที่

ง. ถูกทุกขอ

17. ถาพ้ืนที่มีความเสียดทานนอยเกินไปอาจทําใหเกิดผลอยางไร

ก. ทําใหพื้นมีความฝดมากเกินไป

ข. ทําใหลื่นลมเกิดอุบัติเหตุได

ค. เปลืองแรงในการเคลื่อนยายวัตถุมากขึ้น

ง. ตองใชแรงในการเดินเพิ่มขึ้น

18. การปองกันการเกิดอุบัติเหตุทางรถยนต และปองกันการหกลมจากรองเทาทําโดย

ก. เพิ่มแรงเสียดทาน

ข. ลดแรงเสียดทาน

ค. เลือกใชยางรถยนตผิวเรียบที่สุด

ง. ใชรองเทาที่มีพื้นเรียบที่สุด

19. แรงเสียดทานมีประโยชนตอการเคลื่อนที่ อยางไร

ก. ถาเดินในบริเวณที่มีพื้นผิวเรียบและลื่นจะเดินยากกวาเดินบนพื้นผิวที่ขรุขระและอาจทําใหหก

ลมไดงายเนื่องจากมีแรงเสียดทานนอย

ข. การสวมรองเทาที่มีพื้นรองเทาเรียบจะเกิดความปลอดภัย มากที่สุด

ค. การผลิตลอรถยนตควรมีดอกยางที่นอยเพ่ือใหลอเกาะถนนไดดี

ง. ถาตองเดินลุยน้ําควรใสรองเทาที่พื้นผิวเรียบ เพราะจะทําใหเดินงาย

20. ขอใดกลาวไมถูกตอง

ก. แรงเสียดทานที่เกิดข้ึนกับยานพาหนะท้ังทางบกทางน้ํา และทางอากาศ มีลักษณะแตกตางกัน

ขึ้นอยูกับพ้ืนที่ผิวสัมผัสของยานพาหนะกับแรงเสียดทาน

ข. รถยนต พื้นที่ผิวสัมผัสจะอยูท่ีลอรถยนตกับพื้นถนนและตัวถังรถยนตกับอากาศ จึงมีแรงเสียด

ทานจากการเสียดสีกับถนนและอากาศ

ค. เรือพ้ืนที่ผิวสัมผัสจะอยูที่ผิวดานนอกของเรือกับน้ําและเรือกับอากาศจึงเกิดแรงเสียดทานจาก

การเสียดสีกับน้ําและอากาศ

ง. เครื่องบิน พื้นที่ผิวสัมผัสอยูท่ีเครื่องบินกับอากาศ จึงทําใหไมเกิดแรงเสียดทานจากการเสียดส ี

กับอากาศ

ขอ 1 ขอ 2 ขอ 3 ขอ 4 ขอ 5 ขอ 6 ขอ 7 ขอ 8 ขอ 9 ขอ 10

ข ค ง ค ข ก ค ง ข ข

ขอ 11 ขอ 12 ขอ 13 ขอ 14 ขอ 15 ขอ 16 ขอ 17 ขอ 18 ขอ 19 ขอ 20

ก ก ข ง ก ก ข ก ก ง

ขอ 1 ขอ 2 ขอ 3 ขอ 4 ขอ 5 ขอ 6 ขอ 7 ขอ 8 ขอ 9 ขอ 10

ข ข ง ค ก ข ค ง ค ข

ขอ 11 ขอ 12 ขอ 13 ขอ 14 ขอ 15 ขอ 16 ขอ 17 ขอ 18 ขอ 19 ขอ 20

ก ก ข ง ก ก ข ก ก ง

แผนการจัดการเรียนรูที่ 3 เรื่อง แรงเสียดทาน

ปญหา น้ําหนักถุงทรายมีผลตอแรงที่ใชในการทําใหถุงทรายเคลื่อนที่หรือไม

คําถามกอนทํากิจกรรม

บันทึกผลการสังเกต

จํานวนถุงทราย คาของแรงที่วัดได (นิวตัน)

ถุงทรายเริ่มเคลื่อนที ่ ถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่ 1 2 3 4

สรุปผล คาของแรงที่วัดไดเมื่อถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่มีคามากกวาคาของแรงที่วัดไดเมื่อถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่เสมอ และคาของแรงที่วัดไดจะเพิ่มขึ้นเมื่อจํานวนถุงทรายเพิ่มจํานวนขึ้น

กิจกรรมที่ 3 สังเกต : การวัดแรงเสียดทาน

พิจารณาจากคําตอบ

บัตรเฉลยคําถามบัตรเฉลยคําถาม

คําถามหลังทํากิจกรรม 1. คาของแรงที่อานไดจากเคร่ืองชั่งสปริงแสดงคาของอะไร คาของแรงเสียดทานเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ และคาของแรงเสียดทานเมื่อวัตถุเคลื่อนที ่2. คาของแรงที่วัดไดกอนวัตถุเริ่มเคลื่อนที่มีลักษณะใด คาของแรงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จากศูนยจนมีคาสูงสุดเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ 3. คาของแรงที่วัดไดเมื่อวัตถุเคลื่อนทีด่วยความเร็วคงที่มีลักษณะใด คาของแรงมีคาคงที่ 4. นักเรียนควรวัดแรงที่ใชดึงถุงทรายขณะวัตถุเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่เพราะอะไร เนื่องจากวัตถุที่เคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่จะมีแรงลัพธเทากับศูนย ดังนั้นคาของแรงที่วัดไดจึงมีคาเทากับแรงเสียดทานขณะวตัถุเคลื่อนที่ 5. คาของแรงที่อานไดเมื่อถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่และเมื่อถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่แตกตางกันอยางไร คาของแรงเมื่อถุงทรายเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่นอยกวาคาของแรงเมื่อถุงทรายเริ่มเคลื่อนที่เสมอ 6. จํานวนถุงทรายที่เพิ่มขึ้นมีผลตอแรงที่ใชดึงใหถุงทรายเคลื่อนที่หรือไม อยางไร มีผล คาของแรงที่วัดไดจะเพิ่มขึ้นเมื่อถุงทรายมีจํานวนมากขึ้น (มวลของถุงทรายเพิ่มขึ้น) 7. ผลสรุปของกิจกรรมนี้คืออะไร แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นกับวัตถุแบงออกไดเปน 2 ประเภท คือ แรงเสียดทานเมื่อวัตถุพยายามเคลือ่นที่ เรียกวา แรงเสียดทานสถิต ซ่ึงมีคามากที่สุดเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ และแรงเสียดทานเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ เรียกวาแรงเสียดทานจลน ซ่ึงจะมีคาคงที่และมีคานอยกวาแรงเสียดทานสถิตสูงสุด