page_Physics .indd 1 21/11/59 15:05

ราคา 229 บาท

Physics Ranger ฟสกส ม.ปลาย งายเวอรๆ! เลม 1ผเขยน ครเจลตวกลม

จดจำ�หน�ยทวประเทศโดย

บรษท อมรนทร บค เซนเตอร จำากด

108 หมท 2 ถนนบางกรวย-จงถนอม

ตำาบลมหาสวสด อำาเภอบางกรวย

จงหวดนนทบร 11130

โทรศพท 0-2423-9999 โทรสาร 0-2449-9561-3

เวบไซต www.naiin.com

จดพมพโดย

บรษท คารเปเดยมเมอร จำากด

285/33 ถนนจรญสนทวงศ แขวงบางขนศร

เขตบางกอกนอย กรงเทพฯ 10700

โทรศพท 0-2840-4851

อเมล editor@ganbattehouse.com

เวบไซต www.ganbattehouse.com

ขอมลท�งบรรณ�นกรมของสำ�นกหอสมดแหงช�ตNational Library of Thailand Cataloging in Publication Data ครเจลตวกลม. Physics Ranger ฟสกส ม.ปลาย งายเวอรๆ! เลม 1.-- กรงเทพฯ : คารเปเดยมเมอร, 2559. 232 หนา. -- (Ranger).

1. ฟสกส--แบบฝกหด. 2. ฟสกส--ขอสอบและเฉลย. I. ชอเรอง.

530.076ISBN 978-616-8068-04-5

สงวนลขสทธตามพระราชบญญตลขสทธ พ.ศ. 2537 หามลอกเลยนแบบ ทำาซำา หรอคดลอก สวนหนงสวนใดของหนงสอเลมน เวนแตจะไดรบอนญาตจากทางบรษทเปนลายลกษณอกษรเลขมาตรฐานสากลประจำาหนงสอ ISBN 978-616-8068-04-5

ภาพประกอบ ใบหงอน

พมพครงท 1 พฤศจกายน 2559

page_Physics .indd 2 21/11/59 15:05

คำ�นำ�

ฟสกส เปนวชาทศกษาธรรมชาตทอยรอบตวเราดวยวธการตางๆ โดยเฉพาะเรองเกยวกบปรากฏการณทางธรรมชาต ซงอาศยการเรยนร คนควา สงเกต ทดลอง และรวบรวมขอมลมาวเคราะหเพอสรปเปนหลกการ หรอทÄษฎ แลวนำ ไปใชอธบายปรากฏการณตางๆ รวมถงพ²นาคณภาพชวตของมนษย

หนงสอ Physics Ranger แบงออกเปน 2 เลม ซงเลมนเปนเลมท 1 ประกอบดวยบทนำ ซงเปนเนอหาฟสกสเบองตน การเคลอนทแนวเสนตรง การเคลอนทแบบโพรเจกไทล การเคลอนทแบบคาบ แรง มวล และกฎการเคลอนทของนวตน พลงงานและกฎการอนรกษพลงงาน โมเมนตมและการชน และของไหล โดยทางผเขยนไดอธบายเนอหาอยางเปนขนตอนเพอใหอานงาย เนนเนอหาหลกทสำ คญ และมภาพประกอบททำ ใหเขาใจไดงายขน พรอมแนวขอสอบและเฉลยอยางละเอยด ซงครอบคลมการสอบทกสนาม ไมวาจะเปน 9 วชาสามญ O-NET PAT และขอสอบโควตามหาวทยาลยชนนำ เหมาะสำ หรบนองๆ ทกำ ลงมองหาคมอฟสกสเพออานเตรยมสอบ

เมอนองๆ มความตงใจ สามารถทำ ความเขาใจกบบทเรยนของวชาฟสกสไดแลว ความฝนในการเขาเรยนมหาวทยาลยทนองๆ คาดหวงกไมไกลเกนเออมคะ

กมบตเตะ!

กองบรรณาธการ

จดจำ�หน�ยทวประเทศโดย

บรษท อมรนทร บค เซนเตอร จำากด

108 หมท 2 ถนนบางกรวย-จงถนอม

ตำาบลมหาสวสด อำาเภอบางกรวย

จงหวดนนทบร 11130

โทรศพท 0-2423-9999 โทรสาร 0-2449-9561-3

เวบไซต www.naiin.com

เลมนมคลป!�นองๆ สามารถเขาดคลปดวยตนเองผานทาง QR Code เมอเหนสญลกษณน

หรอท Ganbatte Book โดยคลปนจะเปนการอธบายเพมเตมจากผเขยนเพอ

ใหนองๆ เขาใจมากขน

page_Physics .indd 3 21/11/59 15:05

สารบญบทนำ (Introduction of Physics) 7 • หนวยในทางฟสกส (Unit) 8 • คำ อปสรรค (Prefix) 9 • ปรมาณฟสกส 12 • การหาเวกเตอรลพธ 13 • การบนทกคาจากเครองมอวด 15 • เลขนยสำ คญ (Significant Figure) 16

บทท 1 การเคลอนทแนวเสนตรง 18 • ปรมาณการเคลอนท 18 • สมการการเคลอนทในแนวเสนตรงดวยความเรงคงท 21 • การเคลอนทอยางอสระ (เสร) ภายใตแรงโนมถวงของโลก 23 • ระยะทางในวนาทท n 24 • กราฟการเคลอนท 25 • แนวขอสอบทายบท 28

บทท 2 การเคลอนทแบบโพรเจกไทล (Projectile Motion) 35 • เงอนไขในการเคลอนทแบบโพรเจกไทล 36 • ความเรวของวตถทเคลอนทเปนโพรเจกไทล 37 • หลกการทำ โจทยเรองโพรเจกไทล 38 • รปแบบโจทยทออกบอยๆ 39 • สตรลดการเคลอนทแบบโพรเจกไทลเตมรปแบบ 39 • แนวขอสอบทายบท 40

บทท 3 การเคลอนทแบบคาบ 47 • คาบ ความถ อตราเรวเชงเสน อตราเรวเชงมม 47 • การเคลอนทแบบวงกลม 48 • การเคลอนทแบบซมเปลÎารมอนก 57 • การหมน 58 • แนวขอสอบทายบท 66

• สมการการเคลอนทในแนวเสนตรงดวยความเรงคงท 21 • สมการการเคลอนทในแนวเสนตรงดวยความเรงคงท 21 • • • ระยะทางในวนาทท n 24 • ระยะทางในวนาทท n 24 • กราฟการเคลอนท 25 • กราฟการเคลอนท 25

page_Physics .indd 4 21/11/59 15:05

บทท 4 แรง มวล และกฎการเคลอนทของนวตน 71 • แรง (Force) 71 • มวล (Mass) 71 • ประเภทของแรงทตองรจก 71 • กฎการเคลอนทของนวตน 75 • แนวขอสอบทายบท 78

บทท 5 พลงงานและกฎการอนรกษพลงงาน 84 • งาน (Work) 84 • กำ ลง (Power) 86 • พลงงาน (Energy) 87 • กฎการอนรกษพลงงาน 89 • แนวขอสอบทายบท 90

บทท 6 โมเมนตมและการชน 96 • โมเมนตม 96 • การดล 97 • กฎการอนรกษโมเมนตม 99 • การชน กนของวตถ 100 • แนวขอสอบทายบท 103

บทท 7 ของไหล 109 • ความหนาแนน (ρ) 111 • ความดน (P) 111 • กฎของปาสคาล 114 • แรงตงผว 115 • ความหนด 116 • หลกของอารคมดส 117 • พลศาสตรของของไหล 118 • แนวขอสอบทายบท 120

เฉลยแนวขอสอบ 128

บทท 4 แรง มวล และกฎการเคลอนทของนวตน 71บทท 4 แรง มวล และกฎการเคลอนทของนวตน 71

• ความดน (P) 111 • ความดน (P) 111 • กฎของปาสคาล 114 • กฎของปาสคาล 114 • แรงตงผว 115 • แรงตงผว 115 • ความหนด 116 • ความหนด 116 • หลกของอารคมดส 117 • หลกของอารคมดส 117 • พลศาสตรของของไหล 118 • พลศาสตรของของไหล 118 • แนวขอสอบทายบท 120 • แนวขอสอบทายบท 120

page_Physics .indd 5 21/11/59 15:05

page_Physics .indd 6 21/11/59 15:05

7

บทนำ�

เนอหาในบทน ไดแก�wหนวยในทางฟสกส (Unit)wคำ อปสรรค (Prefix)wปรมาณฟสกสwการหาเวกเตอรลพธwการบนทกคาจากเครองมอวดwเลขนยสำ คญ (Significant Figure)

ฟสกส เปนวชาทเกยวกบการวด การหาความสมพนธระหวางปรมาณกายภาพแลวสรปเปนหลกการ ทÄษฎ หรอกฎ เพอนำ ไปสการประดษ°เครองมอ

อปกรณ วธการ และความรทเกยวของกบวทยาศาสตรและเทคโนโลยตางๆ

มวลของครเจลคอ

100 kg

หนวย

ปรมาณกายภาพ

ตวเลขทมาจากการวด

บทนำ�introduction�of�physics

มาทดลองชงนำ�หนกของครเจลกนดกวาครบ

ËÃ×Í https://www.youtube.com/watch?v=CdKdxLNx5Ec

page_Physics .indd 7 21/11/59 15:05

8

บทนำ�

หนวยในทางฟสกส�(Unit)

ในทางฟสกสจะใชหนวยสากลทเรยกวาระบบหนวยระหวางชาต (The International System of Units) หรอเรยกยอๆ วาหนวยเอสไอ (SI Unit) ซงกำ หนดดงน

1 หนวย°าน (Base Units) เปนหนวยพน°านของเอสไอ มทงหมด 7 หนวยปรมาณ ชอหนวย สญลกษณ

1. ความยาว (Length) เมตร m2. มวล (Mass) กโลกรม kg3. เวลา (Time) วนาท s4. กระแสไฟฟา (Electric Current) แอมแปร A5. อณหภม (Temperature) เคลวน K6. ปรมาณของสาร (Amount of Substance) โมล mol7. ความเขมของการสองสวาง (Luminous

Intensity)แคนเดลา cd

2 หนวยอนพทธ (Derived Units) เปนหนวยทเกดจากการนำ เอาหนวย°านมาเกยวเนองกน (อาจจะคณหรอหารกน) เชน

ความเรวมหนวยเปน m / s

ความรทไดจากวทยาศาสตร

เปนความรทมาจากการศกษาคนควาและการทดลอง��

เราจะเรยกคาทไดจากการวดหรอการทดลองวา�

“ปรมาณฟสกสหรอปรมาณกายภาพ”�

ซง�ปรมาณฟสกส�ตองประกอบดวย�2�สวน�คอ�

คาจากการวดหรอการทดลอง�และ�หนวย

m (เมตร) คอหนวย°านของความยาวs (วนาท) คอหนวย°านของเวลา

page_Physics .indd 8 21/11/59 15:05

9

บทนำ�

คำ�อปสรรค�(Prefix)�

สำ หรบคำ อปสรรคทออกบอย มดงนเลยครบ

1012 109 106 103 102 101

T (เทระ) G (จกะ) M (เมกะ) k (กโล) h (เÎกโต) da (เดคะ)

10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1

p (พโก) n (นาโน) (ไมโคร) m (มลล) c (เซนต) d (เดซ)

วธการจำ�

ลองจบคบวกกบคลบแลวจำ สครบ เชน เทระคกบพโก จกะคกบนาโน แลวทองไปเรอยๆ มนจะเขาคกนเลย

เทระ-พโกจกะ-นาโนเมกะ-ไมโครกโล-มลล

เÎกโต-เซนตเดคะ-เดซ

สำ หรบ การแปลงจากคำ อปสรรค นน พเจลไดแบงโจทยเปน 3 รปแบบ ไดแก

3 โจทยทใหเราเปลยนจากคำ อปสรรคหนงเปนคำ อปสรรคอนๆ ใหเขาสมการวา

ผลลพธ = ตวเลข x

1 โจทยทใหเราปลดคำ อปสรรคออก โจทยแบบนใหเปลยนคำ อปสรรคเปนตวเลขไดเลยจา

2 โจทยทใหเราใสคำ อปสรรคเพมเขาไป โจทยแบบนใหเอาคำ อปสรรคทเราอยากได หารตวเลขทใหมาไปเลย

page_Physics .indd 9 21/11/59 15:05

10

บทนำ�

ตวอยางท 1 5 cm เปนก mวธทำ ขอนเปนโจทยทใหเราปลดคำ อปสรรคออก โจทยแบบนใหเปลยนคำ อปสรรคเปนตวเลขไดเลยจา เพราะฉะนนจะไดวา 5 cm = 5 x 10-2 m ตอบ

ตวอยางท 2 5 m เปนก mวธทำ ขอนเปนโจทยทใหเราใสคำ อปสรรคเพมเขาไป โจทยแบบนใหเอาคำ อปสรรคทเราอยากไดหารตวเลขไปเลย เพราะฉะนนจะไดวา 5 m

=

m = 5 x 106 m ตอบ

ตวอยางท 3 5 mm เปนก mวธทำ ขอนเปนโจทยทใหเราเปลยนจากคำ อปสรรคหนงเปนคำ อปสรรคอนๆ

จากโจทยจะเหนวาตวเลขทใหมาคอ 5คำ อปสรรคเรมตนคอ m ซงมคาเทากบ 10-3

คำ อปสรรคทตองการเปลยนไปหาคอ ซงมคาเทากบ 10-6

นำ คาทงหมดมาเขาสมการ ผลลพธ = ตวเลข x

เพราะฉะนนผลลพธจากการแปลงหนวยในขอน = 5 x

m

= 5 x 10-3-(-6) m = 5 x 103 m ตอบ

page_Physics .indd 10 21/11/59 15:05

11

บทนำ�ตวอยางท 4 5 cm2 เปนก m2

วธทำ cm2 อานวา ตารางเซนตเมตรนะครบ สวน m2 อานวา ตารางเมตรครบ

ขอนเปนโจทยทใหเราปลดคำ อปสรรคออก โจทยแบบนใหเปลยนคำ อปสรรคเปนตวเลขไดเลยจา แตดดๆ นะ คำ อปสรรคในขอนคอ c2 นะ ไมใช c เฉยๆ

cm2 = (cm)2 = c2m2

เพราะฉะนนจะไดวา 5 cm2 = 5 x (10-2)2 m2 = 5 x 10-4 m2 ตอบ

ตวอยางท 5 5 cm3 เปนก m3

วธทำ cm3 อานวา ลกบาศกเซนตเมตรนะครบ สวน m3 อานวา ลกบาศกเมตรครบ

ขอนเปนโจทยทใหเราปลดคำ อปสรรคออก โจทยแบบนใหเปลยนคำ อปสรรคเปนตวเลขไดเลยจา แตดดๆ นะ คำ อปสรรคในขอนคอ c3 นะ ไมใช c เฉยๆ

cm3 = (cm)3 = c3m3

เพราะฉะนนจะไดวา 5 cm3 = 5 x (10-2)3 m3

= 5 x 10-6 m3 ตอบ

จรงๆ c (เซนตเมตร) มนยกกำ ลงสามอยนะ แตไมนยมเขยนกนนะครบ

จรงๆ c (เซนตเมตร) มนยกกำ ลงสองอยนะ แตไมนยมเขยนกนนะครบ

page_Physics .indd 11 21/11/59 15:05

12

บทนำ�

ตวอยางท 6 5 m2 เปนก cm2

วธทำ ขอนเปนโจทยทใหเราใสคำ อปสรรคเพมเขาไป โจทยแบบนใหเอาคำ อปสรรคทเราอยากไดหารตวเลขไปเลย แตดดๆ นะคำ อปสรรคในขอนคอ c2 นะ ไมใช c เฉยๆ เพราะฉะนนจะไดวา 5 m2 =

=

4 cm2

= 5 x 104 cm2 ตอบ

ตวอยางท 7 5 cm2 เปนก mm2

วธทำ ขอนเปนโจทยทใหเราเปลยนจากคำ อปสรรคหนงเปนคำ อปสรรคอนๆจากโจทยจะเหนวาตวเลขทใหมาคอ 5คำ อปสรรคเรมตนคอ c2 ซงมคาเทากบ (10-2)2 = 10-4

คำ อปสรรคทตองการเปลยนไปหาคอ m2 ซงมคาเทากบ (10-3)2 = 10-6

นำ คาทงหมดมาเขาสมการ ผลลพธ = ตวเลข x

เพราะฉะนนผลลพธจากการแปลงหนวยในขอน = 5 x

mm2

= 5 x 10-4-(-6) mm2

= 5 x 102 mm2 ตอบ

ปรมาณฟสกส

ปรมาณฟสกสม 2 ประเภท ไดแกปรมาณสเกลาร ปรมาณเวกเตอร

wเปนปรมาณทบอกเพยงแคขนาดอยางเดยวและไมมทศทาง

wตวอยางของปรมาณสเกลาร เชน ระยะทาง (s), เวลา (t), อตราเรว (v), มวล (m), งาน (W) และกำ ลง (P) เปนตน

wเปนปรมาณทางวทยาศาสตรทบอกทงขนาดและทศทาง ซงเราจะใชลกศรเปนตวแทนปรมาณเวกเตอร โดยทความยาวของกานลกศรแทนขนาด สวนหวลกศรแทนทศทาง

wตวอยางของปรมาณเวกเตอร ไดแก ความเรว (V), แรง (F), การกระจด (s), และความเรง (a) เปนตน

page_Physics .indd 12 21/11/59 15:05

13

บทนำ�

การหาเวกเตอรลพธ

เวกเตอรลพธ คอการนำ เวกเตอรยอยมารวมกน หรอเปนผลรวมของเวกเตอรนนเอง

กำ หนดใหเวกเตอร P และ Q มทศทางดงรปและมขนาดเปน P และ Q ตามลำ ดบ

Q

P

การวาดรปเพอหาเวกเตอรลพธ�( P + Q ) ม 2 วธ ไดแก หางตอหว และหางตอหาง

หางตอหว หางตอหาง

ใชหลกการวา “หางตอหว ลากเสนปดทศเวกเตอรลพธอยทหว”

ใชหลกการวา “หางตอหาง สรางสเหลยมดานขนาน เวกเตอรลพธคอเสนทแยงมม”

“หางตอหว ลากเสนปดทศ“หางตอหว ลากเสนปดทศเวกเตอรลพธอยทหว”เวกเตอรลพธอยทหว”

“หางตอหาง สรางสเหลยม“หางตอหาง สรางสเหลยมเวกเตอรลพธอยทหว”เวกเตอรลพธอยทหว”เวกเตอรลพธอยทหว”เวกเตอรลพธอยทหว” ดานขนาน เวกเตอรลพธคอเสนทแยงมม”ดานขนาน เวกเตอรลพธคอเสนทแยงมม”ดานขนาน เวกเตอรลพธคอเสนทแยงมม”ดานขนาน เวกเตอรลพธคอเสนทแยงมม”

ซงการหาเวกเตอรลพธเราตองหา 2 อยางดวยกน ไดแก

ทศของเวกเตอรลพธ หาไดโดยการวาดรป

ขนาดของเวกเตอรลพธ หาไดโดยการคำ นวณ

page_Physics .indd 13 21/11/59 15:05

14

บทนำ�

การหาขนาดของเวกเตอรลพธ

การวาดรวมเวกเตอรแบบตางๆ ขนาดของเวกเตอรลพธ

R = P + Q

จำ วา ทศเดยวกนบวกกน

R = P - Q

จำ วา ทศตรงขามลบกน

Q R

P

R =

จำ วา ตงฉากใชปทากอรส

RP

QR =

จำ วา ตงฉากใชปทากอรส

P

Q R R = P2 + Q2 + 2PQcos

จำ วา ทำ มมกนใชกฎของโคไซน

PQ

R R = P2 + Q2 - 2PQcos

จำ วา ทำ มมกนใชกฎของโคไซน

QP

P

Q

R

R

page_Physics .indd 14 21/11/59 15:05