วันเสาร์ที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2557
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.3 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน (แบบทดสอบ)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.3 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน (แบบทดสอบ)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.3 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน (แบบฝึกหัด)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.3 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน (แบบฝึกหัด)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน (เนื้อหา)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน (เนื้อหา)
Download
Download
Download
หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าในบ้าน
ไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ที่สามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานอย่างอื่นได้ และเป็นพลังงานที่มนุษย์นำมาใช้เป็นพลังงานสำหรับเครื่องมือเครื่องใช้ต่าง ๆ ให้สามารถทำงานได้ พลังงานไฟฟ้าจึงเป็นพลังงานที่มีความสำคัญมาก เช่น ให้ความสว่าง ให้ความร้อน ให้ความเย็น ให้มอเตอร์ทำงาน เป็นต้น
พลังงานไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ใช้งานได้สะดวกอย่างแพร่หลายที่สุด คือ ไฟฟ้ากระแส
ไฟฟ้ากระแส เป็นไฟฟ้าที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ โดยอาศัยสื่อหรือตัวนำไฟฟ้าเป็นทางเดิน
ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
1) ไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไฟฟ้ากระแสที่ได้จากแบตเตอรี่ ถ่านไฟฉาย และไดนาโมกระแสตรง
2) ไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นไฟฟ้ากระแสที่ใช้ตามบ้านเรือนทั่วไป ไฟฟ้าชนิดนี้มาจากการหมุนของไดนาโมกระแสสลับ หรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ว่าจะเป็นไดนาโมกระแสตรง ไดนาโมกระแสสลับ จะผลิตไฟฟ้าออกมาได้ ก็ต่อเมื่อแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีการหมุน ซึ่งวิธีการที่จะทำให้แกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนได้นั้นมีอยู่หลายวิธี แต่วิธีที่ค้าค่า คือ การใช้พลังงานจากธรรมชาติมาทำให้แกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่ในโรงงานไฟฟ้าหมุน
พลังงานจากธรรมชาติที่ถูกนำมาใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้ามีหลายชนิด เช่น พลังงานจากน้ำ พลังงานจากลม พลังงานจากแสงอาทิตย์ พลังงานจากถ่านหิน พลังงานจากแก๊สธรรมชาติ พลังงานจากน้ำมัน พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นต้น ซึ่งเราอาจแบ่งประเภทของโรงไฟฟ้าตามวิธีการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ดังนี้
1) โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ
โรงไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นโรงไฟฟ้าที่ได้จากเขื่อนที่เก็บน้ำ ให้พลังงานของน้ำที่เคลื่อนที่จากที่สูงลงสู่ที่ต่ำไปขับดันกังหัน เมื่อกังหันหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งต่ออยู่กับกังหันก็จะหมุนตามไปด้วย ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานผลิตกระแสออกมา โรงไฟฟ้าแบบนี้ เราเรียกว่า เขื่อนผลิตไฟฟ้า เขื่อนที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าที่สำคัญ ได้แก่ เขื่อนภูมิพล เขื่อนสิริกิติ์ เขื่อนศรีนครินทร์ เขื่อนสิรินทร เขื่อนจุฬาภรณ์ เขื่อนอุบลรัตน์ เขื่อนรัชชประภา เป็นต้น
2) โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้ความร้อนจากการนำเชื้อเพลิงมาจำให้เกิดการเผาไหม้มาต้มน้ำให้เดือด แล้วใช้แรงดันจากไอน้ำเดือนนั้นมาทำให้ใบพัดที่ติดกับแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น พลังงานความร้อนเป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าให้แก่ประเทศไทยได้มากที่สุด เชื้อเพลิงที่นำมาใช้งาน ได้แก่ น้ำมันเตา ถ่านหิน ลิกไนต์ และแก๊สธรรมชาติ ดังแผนภาพ
3) โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เปลี่ยนไปเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยให้เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์เซลล์หนึ่งให้กำลังไฟฟ้าไม่มากนัก แต่เมื่อนำมาต่อกันหลาย ๆ เซลล์ ก็จะทำให้กำลังไฟฟ้าสูงขึ้น และนำไปใช้งานได้
ปัจจุบันเซลล์สุริยะมีราคาแพงในขณะที่มีประสิทธิภาพเพียงร้อยละ 30 เท่านั้น หากต้องการพลังงานมาก ๆ เพื่อจำหน่ายให้ตามบ้านเรือน จะต้องใช้เซลล์สุริยะที่มีขนาดใหญ่และต้องใช้พื้นที่มาก
เซลล์แสงอาทิตย์เหมาะที่จะใช้ในถิ่นทุรกันดาร หรือที่ยากต่อการเดินสายส่งกำลังไฟฟ้า เช่น ที่จังหวัดแม่ฮ่องสอน ได้มีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ช่วยส่งเสริมจากการผลิตกระแสไฟฟ้าระบบพลังงานน้ำ ซึ่งในหน้าแล้งมีน้ำน้อย ผลิตแกระแสไฟฟ้าได้ไม่เต็มที่
การผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ เป็นการผลิตที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ใด ๆ นอกจากนั้น เซลล์สุริยะมีประโยชน์มากในอวกาศ ดาวเทียมต่าง ๆ ที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก จึงมีเซลล์สุริยะเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้ในการทำงานของดาวเทียม
4) โรงไฟฟ้าพลังงานลม
โรงไฟฟ้าพลังงานลม เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานจากลมมาทำให้แกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนและผลิตพลังงานฟ้าออกมา เครื่องกังหันลมจะมีกลไกปรับทิศทางให้ตัวกังหันปะทะลมได้เต็มที่ตลอดเวลา
ปัจจุบันมีการติดตั้งกังหันลม เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าที่แหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต
ข้อเสียของการผลิตกระแสไฟฟ้าจากกังหันลม คือ มีเสียงดัง และถ้าติดตั้งเป็นจำนวนมาก ก็จะทำลายทัศนียภาพ
5) โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นโรงไฟฟ้าที่นำพลังงานความร้อนจากใต้พิภพมาผลิตกระแสไฟฟ้า โดยนำไอน้ำจากแหล่งความร้อนที่มีไอน้ำอยู่มาหมุนกังหันผลิตกระแสไฟฟ้า ปัจจุบันได้มีการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตกระแสไฟฟ้าที่อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่
6) โรงไฟฟ้าปรมาณู หรือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้าปรมาณู เป็นการใช้พลังงานปรมาณูผลิตกระแสไฟฟ้า โดยนำความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ไปต้มน้ำให้เดือดกลายเป็นไอ แล้วให้ไอน้ำหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีอยู่ในต่างประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส รัสเซีย ญี่ปุ่น ประเทศไทยอยู่ในระหว่างการวางแผนสร้างโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีชั้นสูง นอกจากนั้นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ให้พลังงานนิวเคลียร์มีกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตราย ต้องควบคุมโดยการห่อหุ้มอย่างมิดชิดด้วยเหล็กกล้าหนาและคอนกรีต
7) โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
นอกจากโรงไฟฟ้าที่ได้กล่าวถึงแล้วยังมีโรงไฟฟ้าประเภทอื่น ๆ ที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยใช้พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง โดยสร้างเขื่อนขวางกั้นตรงปากอ่าวที่มีความกว้างไม่มากนัก หรือขวางแม่น้ำโดยมีช่องให้น้ำไหลผ่าน ภายในช่องจะมีกังหันซึ่งต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันนี้จะหมุนขณะที่น้ำขึ้นน้ำลง
ข้อเสียของโรงไฟฟ้าแบบนี้ คือ จะผลิตกระแสไฟฟ้าขณะที่น้ำกำลังขึ้นและกำลังลงเท่านั้น และทำให้พืชและสัตว์ต่าง ๆ ที่อาศัยอยู่ในอ่าวได้รับผลกระทบจากช่วงเวลาการท่วมของน้ำที่นานขึ้นกว่าเดิม
8) โรงไฟฟ้าพลังงานคลื่น
โรงไฟฟ้าพลังงานคลื่น นำพลังงานคลื่นในทะเลและมหาสมุทรมาใช้ โดยสร้างเป็นสถานีผลิตกระแสไฟฟ้าอยู่ในทะเลบริเวณน้ำตื้น แล้วให้พลังงานจากคลื่นไปผ่านกลไกที่ออกแบบเป็นพิเศษ ซึ่งจะไปทำให้แกนของเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าหมุน
จากที่ได้กล่าวถึงไปแล้ว นักเรียนจะเห็นว่า การผลิตพลังงานไฟฟ้าเพื่อให้กระแสไฟฟ้านั้นใช้พลังงานรูปแบบต่าง ๆ ที่ต้องอาศัยจากพลังงานธรรมชาติ การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเขื่อน สามารถผลิตให้ปริมาณกระแสไฟฟ้ามาก และมีความแน่นอน เพียงแต่ให้มีระดับน้ำเต็มเขื่อนตามที่กำหนด แต่การผลิตโดยใช้พลังงานลม พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และพลังงานคลื่นนั้น เรายังไม่สามารถควบคุมได้อย่างเต็มที่ แต่ก็มีประโยชน์ในแง่พลังงานเสริม ซึ่งช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง ถ่านหิน น้ำมัน หรือแก๊สธรรมชาติที่ให้พลังงานความร้อนไปผลิตพลังงานไฟฟ้าลงได้บ้าง เพราะเป็นแหล่งพลังงานธรรมชาติที่ใช้ไปแล้วจะค่อย ๆ หมดไป หรือกล่าวอีกอย่างว่าเป็นแหล่งพลังงานจำกัด
เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน
เครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องอำนวยความสะดวกต่าง ๆ ในบ้าน เป็นเครื่องใช้ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปอื่น ๆ ที่เราต้องการ สามารถแบ่งเป็นประเภทต่าง ๆ ได้ดังนี้
1) เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้ความร้อน
เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานฟ้าไปเป็นพลังงานความร้อน เช่น เตารีดไฟฟ้า หม้อหุงข้าวไฟฟ้า กาต้มน้ำร้อน เป็นต้น โดยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดขดชนิดหนึ่งที่เรียกว่า ลวดนิโครม ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์ชนิดนั้น ๆ ร้อนขึ้น และใช้งานได้ตามความต้องการ
2) เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานกล
เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เช่น พัดลม เครื่องปั่นน้ำผลไม้ เครื่องซักผ้า เป็นต้น อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานได้โดยกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมอเตอร์ ทำให้แกนมอเตอร์หมุน และแกนมอเตอร์ที่ต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น ใบพัด ทำให้ใบพัดหมุน ซึ่งเป็นพัดลม เป็นต้น
3) เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้ทั้งพลังงานกล และพลังงานความร้อน
เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล และพลังงานความร้อนไปพร้อม ๆ กัน อุปกรณ์หลัก มี 2 อย่าง คือ อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เช่น มอเตอร์ และอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน เช่น ลวดนิโครม
ตัวอย่างของเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทนี้ เช่น เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น เครื่องเป่าผม เป็นต้น
4) เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้แสงสว่าง
เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนให้เป็นแสงสว่าง ได้แก่ หลอดไฟประเภทต่าง ๆ เช่น หลอดอินแคนเดสเซนต์ (หลอดไส้) หลอดฟลูออเรสเซนต์ (หลอดเรืองแสง) และหลอดนีออน เป็นต้น
5) เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานเสียง และภาพ
เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทนี้จะมีอุปกรณ์ทางไฟฟ้า และอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ เป็นส่วนประกอบ เปลี่ยนสัญญาณทางไฟฟ้า และสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ ออกสู่ลำโพง เป็นเสียง และออกสู่จอเป็นภาพ เช่น โทรทัศน์ วิทยุ คอมพิวเตอร์ เป็นต้น
การใช้ไฟฟ้าอย่างประหยัดและปลอดภัย
จากวิธีการผลิตพลังงานไฟฟ้าที่ได้กล่าวถึงไปแล้วนั้น จะเห็นได้ว่า ในกระบวนการผลิตพลังงานไฟฟ้า ต้องใช้พลังงานธรรมชาติ ทั้งที่เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน และแหล่งพลังงานจำกัดมาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งพลังงานเหล่านี้เมื่อใช้ไปแล้วจะค่อย ๆ หมดไป โดยเฉพาะ แหล่งพลังงานจำกัด ดังนั้นทุกคนจึงต้องช่วยกันประหยัดพลังงานไฟฟ้า เพื่อเป็นการช่วยลดการใช้พลังงานในการผลิตพลังงานไฟฟ้าลง
ใช้ไฟฟ้าอย่างไรให้ปลอดภัย
** สรุปสาระสำคัญ
1) ไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานอื่น ๆ ที่มีประโยชน์ เช่น พลังงานแสง พลังงานความร้อน พลังงานกล เป็นต้น
2) ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ไฟฟ้ากระแสตรง และไฟฟ้ากระแสสลับ
3) พลังงานจากธรรมชาติที่นำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ามีหลายชนิด เช่น พลังงานจากน้ำ พลังงานจากลม พลังงานจากแสงอาทิตย์ พลังงานจากถ่านหิน พลังงานตากแก๊สธรรมชาติ พลังงานจากน้ำมัน พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นต้น
4) เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านแบ่งเป็นประเภทต่าง ๆ ได้ดังนี้
- ประเภทให้ความร้อน
- ประเภทให้พลังงานกล
- ประเภทให้พลังงานกลและพลังงานความร้อน
- ประเภทให้แสงสว่าง
- ประเภทที่ให้พลังงานเสียงและภาพ
5) เครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องอำนวยความสะดวกต่าง ๆ ที่ให้พลังงานไฟฟ้าให้ประโยชน์แก่เรามากมาย วันข้างหน้าเราอาจจะประสบปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าได้ ดังนั้น เราต้องรู้จักการใช้ไฟฟ้าอย่างประหยัด
6) การใช้ไฟฟ้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน ต้องใช้อย่างระมัดระวัง และใช้อย่างถูกวิธี จึงจะปลอดภัย ทั้งนี้เพราะไฟฟ้านั้นสามารถก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้
Download
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่ (แบบทดสอบ)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่ (แบบทดสอบ)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่ (แบบฝึกหัด)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่ (แบบฝึกหัด)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่ (เนื้อหา)
คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป. 1 - 2 - 3 ___ ป.2 - หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่ (เนื้อหา)
Download
Download
หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 แรงและการเคลื่อนที่
เมื่อเราเล่นฟุตบอล ยกของ หรือปั่นจักรยาน เราต้องออกแรงกระทำต่อวัตถุ หรือ สิ่งของนั้น ๆ จึงจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงจึงหมายถึงอำนาจที่กระทำต่อวัตถุ หรือสิ่งของต่าง ๆ แล้วทำให้วัตถุ หรือสิ่งของที่อยู่นิ่งเกิดการเคลื่อนที่ได้ หรือทำให้วัตถุที่เคลื่อนที่อยู่หยุดนิ่งได้ หรือทำให้วัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้น หรือช้าลง หรือทำให้วัตถุเปลี่ยนรูปร่างไปจากเดิมได้ เช่น การออกแรงบีบดินน้ำมัน การปั้นดินเหนียว เป็นต้น
นักเรียนจะเห็นว่า ถ้าเราออกแรงเตะลูกฟุตบอลที่หยุดนิ่ง แรงจำทำให้ลูกฟุตบอลเกิดการเคลื่อนที่เปลี่ยนตำแหน่งไปจากเดิม
ถ้าเราออกแรงเตะลูกฟุตบอลไปในทิศเดียวกับที่ลูกฟุตบอลกำลังเคลื่อนที่ แรงจะทำให้ลูกฟุตบอลเคลื่อนที่เร็วขึ้น ดังรูป
แต่ถ้าเราออกแรงเตะลูกฟุตบอลในทิศทางตรงกันข้างกับการเคลื่อนที่ของลูกฟุตบอล แรงอาจจะทำให้ลูกฟุตบอลเคลื่อนที่ช้าลง หยุดนิ่ง หรือเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ไปจากเดิม ซึ่งจะขึ้นอยู่กับแรงที่กระทำต่อลูกฟุตบอล
ชนิดของแรง
แรงที่พบในชีวิตประจำวัน แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ
1) แรงที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์
แรงที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ หมายถึง แรงที่เกิดจากการเคลื่อนไหว ซึ่งอาจะเป็นแรงจากกล้ามเนื้อของเรา เช่น จากการยกของ ขว้างก้อนหิน แรงดึง แรงผลัก เป็นต้น หรือเป็นแรงที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น เช่น แรงจากเครื่องกล ได้แก่ รถยนต์ หรือ เรือบิน รวมไปถึงแรงที่เกิดจากเครื่องผ่อนแรงทั้งหลาย เช่น ลูกรอก เป็นต้น
2) แรงที่เกิดจากธรรมชาติ
แรงที่เกิดจากธรรมชาติ เป็นแรงที่มนุษย์ไม่ได้กระทำขึ้น แต่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ เช่น แรงลม แรงดันน้ำ แรงแม่เหล็ก แรงนิวเคลียร์ แรงโน้มถ่วง เป็นต้น
แรงโน้มถ่วงของโลก
วัตถุต่าง ๆ ที่ปล่อยจากที่สูงบนผิวโลก จะตกลงสู่พื้นโลกเสมอ เพราะโลกและวัตถุต่าง ๆ นั้น จะออกแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน นักวิทยาศาสตร์เรียกแรงดึงดูดที่โลกดึงดูดวัตถุนี้ว่า แรงโน้มถ่วงของโลก
เซอร์ไอแซค นิวตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษมีชีวิตอยู่ในช่วย พ.ศ. 2186 ถึง พ.ศ. 2270 ได้สังเกตเห็นถึงผลของแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุต่าง ๆ ในโลกแล้วได้อธิบายว่า “วัตถุทุกอย่างจะออกแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน เหมือนกับแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุทุกอย่างในโลก”
แรงดึงดูดของโลกหรือแรงโน้มถ่วงของโลก ทำให้วัตถุสิ่งของต่าง ๆ ที่อยู่บนโลกมีน้ำหนัก ดังนั้น เมื่อเรายกสิ่งของต่าง ๆ จะรู้สึกว่า สิ่งของเหล่านั้นมีน้ำหนัก เราต้องออกแรงยกขึ้น ซึ่งจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับสิ่งของเหล่านั้นมาน้ำหนักมากหรือน้อย ทั้งนี้ เพราะมีแรงดึงดูดระหว่างโลกกับสิ่งของเหล่านั้น
แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุต่าง ๆ จะมีขนาดเท่านั้น ไม่ว่าวัตถุนั้นจะเป็นอะไรก็ตาม แต่สาเหตุที่ทำให้วัตถุต่าง ๆ มีน้ำหนักไม่เท่ากันทั้ง ๆ ที่ถูกโลกดึงดูดด้วยแรงขนาดเท่ากัน ก็เพราะว่าวัตถุต่าง ๆ มีมวลต่างกันนั่นเอง
ดังนั้น นักเรียนจะเห็นว่า ในการเคลื่อนย้ายหรือยกสิ่งของขึ้น โต๊ะขนาดใหญ่หรือตู้เสื้อผ้า นักเรียนจะต้องออกแรงมาก เพราะวัตถุเหล่านี้มีมวลมาก ตรงข้ามกับไม้บรรทัด กระเป๋านักเรียน ใช้แรงน้อยมากในการเคลื่อนย้ายที่ หรือยกมัน เพราะมีมวลน้อย จึงมีน้ำหนักน้อยกว่ามวลและน้ำหนัก จึงมีความหมายแตกต่างกัน
มวลและน้ำหนัก
มวล หมายถึง ปริมาณของเนื้อสารที่มีอยู่ในวัตถุ ซึ่งจะมีค่าคงที่ตลอดเวลา ไม่ว่าวัตถุจะอยู่ที่ไหนก็ตาม วัตถุใดมีเนื้อสารมาก จะมีมวลมาก และวัตถุใดมีเนื้อสารน้อย จะมีมวลน้อย เราสามารถวัดมวลของวัตถุโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า เครื่องชั่ง
น้ำหนัก คือ แรงดึงดูดของโลกที่ดึงให้วัตถุตงลงสู่พื้น น้ำหนักของวัตถุขึ้นกับแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุนั้น แรงดึงดูดของโลกจะแตกต่างกันไปตามแต่ละสถานที่
ถ้าเราชั่งน้ำหนักบนดวงจันทร์ จะพบว่า น้ำหนักของเราจะน้อยกว่าเมื่อชั่งบนโลก และในอวกาศ ตัวเราหรือวัตถุต่าง ๆ จะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก
เครื่องมือในการหาน้ำหนักของวัตถุ เรียกว่า เครื่องชั่งน้ำหนัก ซึ่งมีหลายแบบ แล้วแต่ความเหมาะสมของสิ่งของที่จะชั่ง เช่น เครื่องชั่งแบบสปริง ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ
น้ำหนักมีหน่วยเป็นนิวตัน แต่เครื่องชั่งน้ำหนักในชีวิตประจำวัน ใช้หลักการเปรียบเทียบกับน้ำหนักของมวลมาตรฐาน (1 กิโลกรัม) และกำหนดให้ค่าที่อ่านได้บนเครื่องชั่งเป็นกิโลกรัม
ประโยชน์ของแรงโน้มถ่วง
1) ช่วยดึงดูดวัตถุบนโลกไม่ให้หลุดลอยไปในอวกาศ
2) ช่วยผ่อนแรงเวลายกของลงจากที่สูง
3) ช่วยให้เกิดแรงน้ำ เนื่องจากทำให้น้ำไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ
4) ทำให้วัตถุบนพื้นโลกทุกชนิดมีน้ำหนัก
5) ช่วยในการก่อสร้าง เช่น การใช้ลูกดิ่งหามุมฉาก
โทษของแรงโน้มถ่วง
1) ทำให้ร่างกายได้รับอันตรายจากการตกจากที่สูง
2) สิ่งของที่ตกจากที่สูงจะได้รับความเสียหาย เช่น แก้วแตก
3) ต้องออกแรงมากกว่าปกติเมื่อยกของขึ้นที่สูง หรือเดินขึ้นที่สูง
4) ต้องออกแรงมากเมื่อต้องการเคลื่อนย้ายวัตถุ
5) สิ้นเปลืองพลังงานมากเมื่อต้องการส่งจรวดออกไปนอกโลก
การต้านทานแรงโน้มถ่วง
วัตถุชนิดเดียวกัน ถ้ามีอากาศหรือสิ่งอื่นเป็นแรงต้าน วัตถุขนาดโตกว่ามีน้ำหนักเท่ากัน จะตกถึงพื้นช้ากว่าวัตถุขนาดเล็ก เช่น แผ่นกระดาษจะตกถึงพื้นช้ากว่ากระดาษที่ถูกขยำเป็นก้อน ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่า แผ่นกระดาษมีพื้นผิวกว้าง แรงต้านทานของอากาศที่กระทำต่อกระดาษจึงมีมากกว่าทำให้ตกลงถึงพื้นช้า
แรงเสียดทาน
แรงเสียดทาน เป็นแรงที่ต่อต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยมีทิศทางไปทางตรงข้ามกับวัตถุที่เคลื่อนที่ไป แรงเสียดทานนี้จะปรากฏอยู่ที่ผิวของวัตถุที่จะเคลื่อนที่ ถ้านักเรียนสังเกตคนเล่นสเก็ตน้ำแข็งจะเห็นว่า เขาไถลไปบนน้ำแข็งได้รวดเร็ว ทั้งนี้เพราะมีแรงเสียดทานน้อย เนื่องจากผิวสัมผัสเป็นโลหะกับน้ำแข็ง ซึ่งต่างกับรองเท้ายางกับพื้นซีเมนต์ ที่ทำให้การไถลเกิดขึ้นได้ยาก เพราะมีแรงเสียดทานมากระหว่างผิวสัมผัสยางกับพื้นซีเมนต์
การย้ายโต๊ะ ตู้ ไปบนพื้นที่ลื่น สามารถทำได้ง่ายขึ้นเมื่อใช้ผ้าหนา ๆ มารองข้างล่าง แล้วดันไป ดังนั้นจึงมีการประดิษฐ์อุปกรณ์ที่ช่วยลดแรงเสียดทานที่เกิดขึ้น เพื่อลดการสัมผัสระหว่างวัตถุกับพื้นผิว เช่น การทำล้อเลื่อน และการใช้น้ำมันหล่อลื่น เป็นต้น
โดยสรุก วัตถุที่ไถลไปบนพื้นแล้วหยุดนิ่ง ก็เพราะมีแรงเสียดทานกระทำในทิศตรงข้ามกับทิศที่วัตถุเคลื่อนที่ ซึ่งเมื่อวัตถุหยุดแล้ว แรงเสียดทานก็จะหมดไปด้วย
** สรุปสาระสำคัญ
1) แรงเป็นอำนาจอย่างหนึ่งที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ หรือเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม เช่น ตำแหน่ง ความเร็ว ขนาด หรือรูปร่าง
2) แรงแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ แรงที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ กับแรงที่เกิดจากธรรมชาติ
3) แรงที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ เช่น แรงดึง แรงผลัก แรงจากเครื่องกล เป็นต้น
4) แรงที่เกิดจากธรรมชาติ เช่น แรงลม แรงดันน้ำ แรงแม่เหล็ก แรงนิวเคลียร์ แรงโน้มถ่วง เป็นต้น
5) แรงโน้มถ่วงของโลก หรือแรงดึงดูดของโลก คือ แรงดึงดูดที่โลกดึงดูดวัตถุทุกอย่างเข้าหาโลกเสมอ แรงโน้มถ่วงที่โลกกระทำต่อวัตถุใด ๆ มีค่าเท่ากัน การที่วัตถุแต่ละชนิดมีน้ำหนักไม่เท่ากัน ก็เนื่องมาจากมวลของวัตถุแต่ละชนิดนั่นเอง
6) มวลและน้ำหนักมีความหมายแตกต่างกัน ดังนี้
มวล หมายถึง ปริมาณของเนื้อสารที่มีอยู่ในวัตถุ ซึ่งจะมีค่าคงที่ตลอดเวลา ไม่ว่าวัตถุจะอยู่ที่ไหนก็ตาม
น้ำหนัก คือ แรงดึงดูดของโลกที่ดึงให้วัตถุตกลงสู่พื้น
7) น้ำหนักของวัตถุ ขึ้นกับแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุนั้น ซึ่งแรงดึงดูดของโลกจะแตกต่างกันไปตามแต่ละสถานที่
8) แรงโน้มถ่วงของโลกมีทั้งประโยชน์และโทษ
9) วัตถุชนิดเดียวกัน ถ้ามีอากาศหรือสิ่งอื่นเป็นแรงต้าน วัตถุขนาดโตกว่า มีน้ำหนักเท่ากัน จะตกถึงพื้นช้ากว่าวัตถุขนาดเล็ก เช่น แผ่นกระดาษจะตกถึงพื้นช้ากว่ากระดาษที่ถูกขยำเป็นก้อน
10) วัตถุที่ไถลไปบนพื้นแล้วหยุดนิ่ง ก็เพราะมีแรงเสียดทานกระทำในทิศตรงข้ามกับทิศที่วัตถุเคลื่อนที่
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)