กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

บริษัท อักษรเจริญทัศน์ อจท. จำกัด : 142 ถนนตะนาว เขตพระนคร กรุงเทพฯ 10200

Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand

โทรศัพท์ : 02 622 2999 โทรสาร : 02 622 1311-8 webmaster@aksorn.com / www.aksorn.com

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5

วิทยาศาสตร์กายภาพ 2 (ฟิสิกส์)

Slide PowerPoint_สื่อประกอบการสอน

หน่วยการเรียนรู้ที่ 3

หน่วยการเรียนรู้ที่ 4

หน่วยการเรียนรู้ที่ 1

หน่วยการเรียนรู้ที่ 2

ตัวชี้วัด

แรงในธรรมชาติ

• สืบคนขอมูลและอธิบายแรงโนมถวงที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุตาง ๆ รอบโลก
• สังเกตและอธิบายการเกิดสนามแมเหล็กเนื่องจากกระแสไฟฟา
• สังเกตและอธิบายแรงแมเหล็กที่กระทําตออนุภาคที่มีประจุไฟฟาที่เคลื่อนที่ในสนามแมเหล็ก และแรงแมเหล็กที่กระทําตอลวดตัวนําที่มีกระแสไฟฟาผานในสนามแมเหล็ก รวมทั้งอธิบายหลักการทํางานของมอเตอร
• สังเกตและอธิบายการเกิดอีเอ็มเอฟ รวมทั้งยกตัวอยางการนําความรูไปใชประโยชน์
• สืบคนขอมูลและอธิบายแรงเขมและแรงออน

หน่วยการเรียนรู้ที่

2

แรงจากสนามโน้มถ่วง

แรงจากสนามโน้มถ่วง

สนามโน้มถ่วงที่ความสูงต่าง ๆ จากผิวโลก

แรงจากสนามโน้มถ่วง

การเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วงของโลก

ทุก ๆ 1 วินาที ขนาดของความเร็วจะเพิ่มขึ้น 9.8 เมตรต่อวินาที

ทุก ๆ 1 วินาที ขนาดของความเร็วจะลดลง 9.8 เมตรต่อวินาที

จนเป็น 0 เมื่อถึงจุดสูงสุด แล้วจึงตกลงมา

แรงจากสนามโน้มถ่วง

น้ำหนัก

น้ำหนัก (weight) คือ แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ

ความเร่งโน้มถ่วง (g) จะมีค่าลดลงที่ระดับสูงขึ้นไปจากพื้นผิวโลก เนื่องจากอยู่ห่างจากศูนย์กลางของโลกมากขึ้น

W = (10 kg)(9.8 m/s²) = 98.0 N

W = (10 kg)(1.6 m/s²) = 16 N

แรงจากสนามไฟฟ้า

แรงไฟฟ้า (electric force) เป็นแรงกระทำระหว่างประจุไฟฟ้า

ซึ่งมีทั้งที่เป็นแรงผลักและแรงดึงดูด ประจุ (charge) มี 2 ชนิด

สามารถคำนวณหาขนาดของแรงระหว่างจุดประจุได้จากสมการ

แรงจากสนามไฟฟ้า

วัตถุทุกชนิดประกอบด้วยอะตอม และภายในอะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน (elementary particle) ซึ่งมี 3 ชนิด ดังนี้

อนุภาคมูลฐาน

แรงจากสนามไฟฟ้า

เส้นสนามไฟฟ้าของประจุไฟฟ้า

เมื่อพิจารณาบริเวณรอบ ๆ วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจะมีสนามไฟฟ้า (electric field) แผ่กระจายในบริเวณรอบประจุ

แรงจากสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กเป็นบริเวณรอบ ๆ แท่งแม่เหล็ก ซึ่งมีแรงแม่เหล็กกระทำต่อวัตถุ ความเข้มและทิศทางของสนามแม่เหล็กแสดงโดยเส้นแรงแม่เหล็ก โดยจะมีทิศพุ่งออกจากขั้วเหนือ (N) ไปยังขั้วใต้ (S)

เส้นสนามแม่เหล็ก

แรงจากสนามแม่เหล็ก

โลกมีสนามแม่เหล็กซึ่งมีสมบัติคล้ายกับแท่งแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่อยู่ใจกลางโลก วางตัวระหว่างทิศเหนือและทิศใต้ทางภูมิศาสตร์ของโลก

สนามแม่เหล็กโลก

แรงจากสนามแม่เหล็ก

ผลของสนามแม่เหล็กต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า

สามารถหาแรงแม่เหล็กได้จากผลคูณเชิงเวกเตอร์

แรงจากสนามแม่เหล็ก

ผลของสนามแม่เหล็กต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า

การหาทิศของแรงแม่เหล็กโดยใช้กฎมือขวา

จะใช้วิธีการเหมือนกับการหาทิศของแรงแม่เหล็ก

บนอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกแต่กลับทิศ 180 องศา

ซึ่งก็คือ ทิศตรงข้ามกับนิ้วหัวแม่มือขวา

แรงจากสนามแม่เหล็ก

ผลของสนามแม่เหล็กต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า

การหาทิศของแรงแม่เหล็กบนลวดตัวนำตรง

การกลับทิศของกระแสไฟฟ้าส่งผลให้แรงแม่เหล็กบนลวดตัวนำตรงกลับทิศด้วยเช่นกัน

แรงจากสนามแม่เหล็ก

โครงสร้างมอเตอร์อย่างง่าย

เมื่อนำลวดตัวนำมาพันเป็นขดลวดแล้วนำไปวางในสนามแม่เหล็กระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็ก ซึ่งเป็นสนามสม่ำเสมอ แล้วจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด ขดลวดจะหมุนรอบแกนของขดลวด ผลที่เกิดขึ้นนี้เป็นพื้นฐานในการสร้างเครื่องวัดไฟฟ้าต่าง ๆ

เช่น มอเตอร์ โดยมอเตอร์แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ มอเตอร์กระแสตรงและมอเตอร์กระแสสลับ

แรงในนิวเคลียส

แรงนิวเคลียร์ (nuclear force) เป็นแรงกระทำที่เกิดขึ้น

ภายในนิวเคลียส โดยทำหน้าที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคต่าง ๆ ให้

อยู่รวมกันในนิวเคลียส อนุภาคในนิวเคลียสเรียกรวมกันว่า นิวคลีออน (nucleon)

แรงในนิวเคลียส

โครงสร้างของสสาร

แรงในนิวเคลียส

นิวตรอนจะกลายเป็นโปรตอนผ่านการสลายตัวของอนุภาค W^- โบซอน ในระดับควาร์ก การปลดปล่อย W^- เปลี่ยนดาวน์ควาร์กให้เป็นอัพควาร์ก เปลี่ยนนิวตรอนให้เป็นโปรตอน จากนั้น W^- โบซอน จะสลายตัวกลายเป็นอิเล็กตรอนและปฏินิวทริโน ตามสมการ

เป็นแรงกระทำภายในแต่ละนิวคลีออน จึงเป็นแรงกระทำในระยะใกล้กว่าแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนเป็นแรงที่ทำให้โปรตอนเปลี่ยนเป็นนิวตรอน และนิวตรอนเปลี่ยนเป็นโปรตอน ผ่านการสลายให้อนุภาคบีตาของธาตุกัมมันตรังสี ส่งผลให้ทุกสิ่งอยู่รวมกันได้ในนิวเคลียส