1 / 34

ความหมายของฟิสิกส์

เนื้อหาสาระ. ความหมายของฟิสิกส์. การวัดปริมาณทางฟิสิกส์. ปริมาณทางฟิสิกส์. ปริมาณเวกเตอร์. การรวมเวกเตอร์. จุดประสงค์ปลายทาง. 1. สามารถคำนวณและเปลี่ยนหน่วยต่าง ๆในการวัดปริมาณทางฟิสิกส์ได้ถูกต้อง. 2. สามารถใช้สูตรในการคำนวณปริมาณเวกเตอร์ได้ถูกต้อง.

lanai
Télécharger la présentation

ความหมายของฟิสิกส์

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. เนื้อหาสาระ ความหมายของฟิสิกส์ การวัดปริมาณทางฟิสิกส์ ปริมาณทางฟิสิกส์ ปริมาณเวกเตอร์ การรวมเวกเตอร์

  2. จุดประสงค์ปลายทาง 1. สามารถคำนวณและเปลี่ยนหน่วยต่าง ๆในการวัดปริมาณทางฟิสิกส์ได้ถูกต้อง 2. สามารถใช้สูตรในการคำนวณปริมาณเวกเตอร์ได้ถูกต้อง 3. สามารถนำเอาความรู้ในเรื่องปริมาณทางฟิสิกส์ไปช่วยในการแก้ปัญหา และ นำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดประสงค์นำทาง 1. บอกความหมายของคำว่า “ ฟิสิกส์ ” ได้ 2. บอกวิธีการวัดและหน่วยของการวัดปริมาณต่าง ๆ ได้ 3. แยกปริมาณต่าง ๆในทางฟิสิกส์ได้

  3. 1.1 ความหมายของฟิสิกส์ ฟิสิกส์ (Physics) มาจากภาษากรีก มีความหมายว่า “ ธรรมชาติ (Nature) ” จัดเป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทุกชนิด และเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาวิชาวิทยาศาสตร์ ต่อมามีการจัดแบ่งวิชาฟิสิกส์ออกเป็นแขนงย่อย ๆ เช่น เทอร์โมไดนามิกส์ (Thermodynamics) ศึกษาด้าน ความร้อน อุณหภูมิ และความเป็นไปของอนุภาคขนาดใหญ่ กลศาสตร์ (Mechanics) ศึกษาด้าน การเคลื่อนที่ของวัตถุชนิดต่าง ๆ แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetism) ศึกษาด้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า

  4. ต่อมาปลายศตวรรษที่ 19 เกิดฟิสิกส์แนวใหม่ขึ้น เช่น กลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) ศึกษาด้านอนุภาคที่มีขนาดเล็ก (Submicroscopic level) สัมพันธภาพ (Relativity) ศึกษาด้านอนุภาคที่มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงมาก ๆ เราเรียกแนวความคิดใหม่ทั้งสองสาขานี้ว่า “ ฟิสิกส์แนวใหม่ (Modern Physics) ”

  5. 1.2 การวัดปริมาณทางฟิสิกส์ การระบุหน่วยการวัดสมัยก่อนไม่มีหน่วยวัดมาตรฐาน ในประเทศต่าง ๆจะมีการใช้หน่วยวัดที่ต่างกันจนกระทั้งในปี ค.ศ 1790 ได้มีการกำหนดการวัดมาตรฐานขึ้นในประเทศฝรั่งเศส เรียกว่า ระบบเมตริก และที่ประเทศอังกฤษ เรียกว่า ระบบอังกฤษ (เช่น นิ้ว ฟุต) ซึ่งระบบอังกฤษมีความยุ่งยากหลายประการจึงไม่นิยมใช้ ต่อมาในปัจจุบันได้มีการสร้างหน่วยสากลขึ้นมาใช้ เรียกว่า ระบบหน่วยระหว่างชาติ(System International of Units) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า หน่วยเอสไอ (SI Systeme) ซึ่งเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลาย ในการวัดทางวิทยาศาสตร์นั้นได้แบ่งปริมาณต่าง ๆ ออกเป็นดังต่อไปนี้

  6. 1. หน่วยมูลฐาน (Basic units)

  7. 2. หน่วยเสริม (supplimentary units) เป็นหน่วยวัดพิเศษที่แยกจากหน่วยมูลฐานและหน่วยอนุพันธ์ ได้แก่ หน่วยของมุมระนาบ มุมตัน

  8. 3. หน่วยอนุพัทธ์ (derived units) เป็นหน่วยซึ่งมีหน่วยพื้นฐานทั้ง 7 มาเกี่ยวเนื่องกัน เช่น หน่วยของอัตราเร็วเป็นเมตรต่อวินาที ซึ่งมีเมตร และวินาทีเป็นหน่วยมาตรฐาน หน่วยอนุพันธ์มีหลายหน่วยซึ่งมีชื่อและสัญลักษณ์ที่กำหนดโดยเฉพาะ

  9. 4. คำอุปสรรค (prefixes) เป็นคำที่ใช้เติมไว้ข้างหน้าหน่วยต่าง ๆในระบบ SI ซึ่งใช้แทนตัวพหุคูณ เมื่อค่าในหน่วยหลักหรือหน่วยอนุพัทธ์มีค่ามากหรือน้อยเกินไปสามารถเปลี่ยนเป็นเลขตัวคูณด้วยสิบยกกำลังลบหรือบวกได้

  10. 1.3 การเทียบหน่วยและการเปลี่ยนหน่วย

  11. 1.4 เลขนัยสำคัญ เลขนัยสำคัญ เป็นวิธีการที่ใช้ในการนับจำนวนของตัวเลข และมีวิธีการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับเลขนัยสำคัญ ซึ่งจะช่วยทำให้งานในทางวิทยาศาสตร์มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นจากการจดบันทึกข้อมูลต่าง ๆ ในขณะทำการทดลอง หาความจริงโดยการตั้งสมมุติฐานของผู้ทดลอง หน่วยวัดทางวิทยาศาสตร์ เป็นการวัดปริมาณต่าง ๆ ที่ต้องเปรียบเทียบกับสิ่งที่อ้างอิงที่ถือเป็นมาตรฐาน เช่น เชือกยาว 50 เมตร หมายถึง เชือกยาวเป็น 50 เท่าของวัตถุที่นิยามความยาวเป็นเมตร บอกความยาวเป็นเมตร หรือบอกเวลาเป็นวินาที เป็นการบอกปริมาณของความยาว และเวลาโดยระบุ หน่วยของการวัด

  12. วิธีการหาเลขนัยสำคัญ 1. ตัวเลขทุกตัวที่ไม่ใช่ตัวเลข 0 เป็นเลขนัยสำคัญทั้งหมด เช่น 214 , 3.14 , 2728 1.6 , 2.911 ซึ่งจะมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 3 , 3 , 4 , 2 และ 4 ตัว ตามลำดับ 2. ตัวเลข 0 ที่อยู่ระหว่างเลขนัยสำคัญถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญด้วย เช่น 205 , 2.035 12053 , 1000.0003 จะมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 3 , 4 , 5 และ 8 ตัว ตามลำดับ 3. ตัวเลข 0 ที่อยู่ทางซ้ายมือ ไม่ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น 0231 , 0.0025 03679 , 0.000005 จะมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 3 2 4 และ 1 ตัว ตามลำดับ 4. ตัวเลข 0 ที่อยู่ปลายทางขวามือของจุดทศนิยมถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น 130.0 , 13.00 , 1.300 , 0.001300 , 0.01030 ทุกตัวมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 4 ตัว 5. ตัวเลข 0 ที่อยู่ปลายทางขวามือของตัวเลขจำนวนเต็มอาจบ่งชี้เลขนัยสำคัญได้ไม่ชัดเจน เช่น 1,200 ควรเขียนในรูป 1.200 x 1,000 หรือ 1.20 x 1,000 ซึ่งมีเลขนัยสำคัญ 4 และ 3

  13. 6. การปัดทศนิยม • 1. ถ้าตัวเลขตัวสุดท้ายทางขวามือเป็น 0 1 2 3 หรือ 4 ให้ตัดทิ้งไป เช่น ถ้าต้องการเลขนัยสำคัญ 3 ตัว ของ 3.141 จะได้ 3.14 และ 6.063 จะได้ 6.06 • 2. ถ้าตัวเลขตัวสุดท้ายทางขวามือเป็น 5 6 7 8 หรือ 9 ให้เพิ่มค่าเลขตัวสุดท้ายอีก 1 ค่า เช่น ถ้าต้องการเลขนัยสำคัญ 2 ตัว ของ 6.07 จะได้ 6.1 หรือ 8.16 จะได้ 8.2 • 3. ถ้าต้องการปัดตัวเลขออกมากกว่า 1 ตัว โดยตัวที่ปัดออกมีค่ามากกว่า 50 , 500 5,000 ฯลฯ ให้เพิ่มค่าตัวสุดท้ายอีก 1 ค่า เช่น ถ้าต้องการเลขนัยสำคัญ 3 ตัวของ 2.5647 จะได้ 2.56 (4750) และ 1.3559 จะได้ 1.36 (5950)

  14. 7. การบวก และลบเลขนัยสำคัญ ในการคิดคำนวณนั้นใช้หลักการบวกและลบทศนิยมโดยปกติ แต่ต้องให้ผลลัพธ์จากการบวกลบนี้มีตำแหน่งของตัวเลขหลังจุดทศนิยมเท่ากับตำแหน่งของตัวเลขหลังจุดทศนิยมที่น้อยที่สุด เมื่อเทียบกับเลขนัยสำคัญทั้งสองค่า ตัวอย่างที่ 1.1 จงหาค่าของเลขนัยสำคัญต่อไปนี้ 3.824 + 686.4 วิธีทำ 3.824 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว 686.4 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว 3.8 686.4 690.2 + สรุปว่า ผลรวมของเลขนัยสำคัญ 3.824 + 686.4 ได้เลขนัยสำคัญ คือ 690.2

  15. ตัวอย่างที่ 1.2 จงหาค่าผลต่างของเลขนัยสำคัญต่อไปนี้ 82.25 – 76.1 วิธีทำ 82.25 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว 76.1 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว พิจารณาเลขนัยสำคัญทั้ง 2 พบว่า 76.1 มีตำแหน่งตัวเลขหลังจุดทศนิยมน้อยที่สุด คือ 1 ตำแหน่ง ดังนั้น 82.25 ปัดแล้วได้ค่า 80.3 เมื่อตั้งลบแล้วจะได้ 82.3 76.1 6.2 - สรุปว่า ผลต่างของเลขนัยสำคัญ 82.25 – 76.1 ได้ค่าเลขนัยสำคัญ คือ 6.2

  16. 8. การคูณ และการหาร เลขนัยสำคัญในการคิดหาคำตอบผลลัพธ์จะได้ จำนวนเลขนัยสำคัญที่น้อยที่สุดในกลุ่มของตัวตั้งหรือตัวหาร ตัวอย่างที่ 1.3 จงหาผลคูณของเลขนัยสำคัญ 2 จำนวนนี้ 7.45 x 3.1 วิธีทำ 7.45 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว 3.1 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว ให้นำเลขนัยสำคัญทั้งสองค่าคูณกันก่อน ดังนี้ 7.45 คำตอบ คือ 23.095 แต่เนื่องจากต้องการให้ผลลัพธ์จากการคูณนี้มีเลขนัยสำคัญเท่ากับตัวตั้งที่มีเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด คือ 2 ตัว ดังนั้นปัดค่า 23.095 ได้ 23.1 X 3.1 745 + 2235 23.095

  17. ตัวอย่างที่ 1.4 จงหาคำตอบของเลขนัยสำคัญของ 26.5  3.0 วิธีทำ 26.5 3.0 = 8.8333 พิจารณาตัวตั้งและตัวหารพบว่า ตัวหารมีเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด คือ 2 ตัว ดังนั้นจึงปัดค่า 8.8333 ได้ 8.8 สรุป คำตอบของ 26.5  3.0 = 8.8

  18. ปริมาณทางฟิสิกส์ 1.5 เมื่อพิจารณาปริมาณต่างๆ ที่พบเห็นกันอยู่เสมอในวิชาวิทยาศาสตร์ และในชีวิตประจำวัน เช่น มวล ความยาว แรง ความเร็ว น้ำหนัก เป็นต้น จะพบว่าปริมาณบางอย่างบอกแต่ขนาดอย่างเดียวก็มีความหมายสมบูรณ์ แต่บางกรณีบางอย่างบอกเฉพาะขนาดอย่างเดียวก็มีความหมายไม่สมบูรณ์ ต้องบอกทิศทางควบคู่ไปด้วย ปริมาณในทางฟิสิกส์ออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. ปริมาณสเกลาร์ (Scalar Quantities) เป็นปริมาณที่บอกแต่ขนาดเพียงอย่างเดียวมีความหมายไม่สมบูรณ์ เช่น มวล ความยาว เวลา ระยะทาง ปริมาตร อุณหภูมิ งาน พลังงาน ฯลฯ 2. ปริมาณเวกเตอร์ (VectorQuantities) เป็นปริมาณที่จะต้องระบุทั้งขนาดและทิศทางจึงจะมีความสมบูรณ์ เช่น การขจัด ความเร็ว แรง ความเร่ง โมเมนตัม ทอร์ก สนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก ฯลฯ

  19. N 100 m เวกเตอร์ ( Vector) 1.6 เวกเตอร์ จัดเป็นปริมาณที่ต้องบอกขนาดและทิศทาง ดังที่ได้กล่าวแล้ว ตัวอย่างการบอกขนาดและทิศทางของปริมาณเวกเตอร์ รถคันหนึ่งแล่นออกจากจุด A ไปทางทิศตะวันออกเป็นระยะทาง 100 เมตร แสดงการกระจัดของรถยนต์

  20. N 450 เครื่องบินแล่นด้วยความเร็ว 600 กิโลเมตรต่อชั่วโมงไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ 600 km/hr แสดงการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน

  21. 1.7 สัญลักษณ์และการเขียนรูปแทนปริมาณเวกเตอร์ สัญลักษณ์แทนปริมาณสเกลาร์ ใช้ตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวใหญ่หรือตัวเล็กก็ได้ เช่น d แทน ความหนาแน่น T แทน อุณหภูม S แทน ระยะทาง L แทน ความยาว t แทน เวลา การเขียนสัญลักษณ์แทนปริมาณเวกเตอร์ใช้อักษรภาษาอังกฤษเช่นเดียวกับปริมาณสเกลาร์แต่จะแตกต่างกันตรงที่ใช้เครื่องหมาย “ ” อยู่บนตัวอักษร เช่น

  22. A หมายถึง เวกเตอร์ A A หมายถึง ขนาด A แรง สัญลักษณ์ F ความเร็ว สัญลักษณ์ v ความเร่ง สัญลักษณ์ a น้ำหนัก สัญลักษณ์ W โมเมนต์ สัญลักษณ์ M ความเร็วเชิงมุม สัญลักษณ์ 

  23. N E มาตราส่วน 1cm : 1 N 1.8 การเขียนรูปแทนปริมาณเวกเตอร์ ทำได้โดยเขียนเส้นตรงที่มีหัวลูกศรกำกับโดยใช้ความหมายของเส้นตรงแทนขนาดของเวกเตอร์ และหัวลูกศรแทนการบอกทิศทางเวกเตอร์ เช่น ออกแรงขนาด 40 นิวตัน ไปทางทิศตะวันออก เขียนแทนด้วยเส้นตรง และมีหัวลูกศรชี้ไปทางขวา แสดงการเขียนแผนภาพแทนเวกเตอร์

  24. Y X O Z 1.9 ประเภทของเวกเตอร์ 1. เวกเตอร์อิสระ หมายถึง เวกเตอร์ที่สามารถเปลี่ยนไปในตำแหน่งใด ๆ ก็ได้ โดยที่ ยังมีขนาดและทิศทางเหมือนเดิม

  25. 2. เวกเตอร์ศูนย์ หมายถึง เวกเตอร์ที่มีขนาดเป็นศูนย์ โดยมีจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายเป็นจุดเดียว และมีทิศทางไปในทางไหนก็ได้ เช่น ผลบวกของเวกเตอร์ 2 เวกเตอร์ ที่มีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงข้าม มีค่าเท่ากับศูนย์ดังรูป

  26. +Y P (X,Y) +X -X -Y (ก) 3. เวกเตอร์ตำแหน่ง หมายถึง เวกเตอร์ที่ระบุจุดตั้งต้นและจุดสุดท้าย จะเริ่มบอกตำแหน่งของวัตถุในระนาบ ดังรูป (ก) และ(ข) (ข)

  27. 1.10 การรวมเวกเตอร์ 1. การบวกและการลบปริมาณเวกเตอร์โดยวิธีหางต่อหัว การบวกและการลบปริมาณเวกเตอร์ คือ เวกเตอร์ทุกตัวเป็นเวกเตอร์อิสระ สามารถเลื่อนไปบนตำแหน่งใด ๆ ก็ได้โดยยังมีขนาดและทิศทางเหมือนเดิม ตัวอย่างที่ 1.5 จงหาผลบวกของ และ ทีกำหนดให้ A B R A B B A

  28. 2. การบวกและการลบปริมาณเวกเตอร์โดยวิธีคำนวณ การแยกปริมาณเวกเตอร์เข้าสู่แกนอ้างอิง F Fy  FX จากรูป จะได้ว่า 1 FX = Fcos 2 Fy = Fsin

  29. กรณีเวกเตอร์อยู่ในแนวเดียวกันกรณีเวกเตอร์อยู่ในแนวเดียวกัน 1. เวกเตอร์ทั้งหมดมีทิศเดียวกัน ผลลัพธ์ คือ ผลบวกของเวกเตอร์ย่อย นั่นคือ 2. ถ้าเวกเตอร์ย่อยมีทิศทางตรงกันข้ามกัน ผลลัพธ์ คือ ผลต่างของเวกเตอร์ย่อย หรือ กรณีเวกเตอร์ย่อย 2 เวกเตอร์อยู่ในทิศตั้งฉากกันผลลัพธ์ คือ รากที่สองของเวกเตอร์ย่อยทั้ง 2 รวมกัน R V1 V2

  30. กรณี 2 เวกเตอร์ทำมุม ซึ่งกันและกันเช่น มุม 300, 450 , 600 A  B คำนวณโดยใช้กฎของโคไซน์ (LawofCosines) หาทิศขนาด หาทิศทาง

  31. จบหน่วยที่ 1

More Related