หน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที� ว 23101

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

ครูผู้สอนนางพรพนา สมัยรัฐ

ครูกลุ่มสาระการเรียนรู้วทิยาศาสตร์

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

จุดประสงค์การเรียนรู้1. ทดลองและอธิบายหลักการของโมเมนต์ของแรง2. วเิคราะห์และคาํนวณโมเมนต์ของแรงใน

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

2. วเิคราะห์และคาํนวณโมเมนต์ของแรงในสถานการณ์ต่างๆ

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

คาํถามก่อนทาํกจิกรรมโมเมนต์ คืออะไร

หลักการของโมเมนต์ของแรงเป็นอย่างไร

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หลักการของโมเมนต์ของแรงเป็นอย่างไรโมเมนต์ที�พบในชีวติประจาํวันมีอะไรบ้าง

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

ภาพการแขวนคาน

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

กจิกรรมที� 5 คานและการหมุนวธิีทาํกจิกรรม

1. ใช้เชือกผูกคานตรงรูที�อยู่ตรงกลาง แล้วแขวนคานให้อยู่ในแนวระดับ ดงัภาพ

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

คานให้อยู่ในแนวระดับ ดงัภาพ

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

กจิกรรมที� 5 คานและการหมุนวธิีทาํกจิกรรม

2. ชั�งนํ %าหนักของถุงทราย 1 ถุง ด้วยเครื�องชั�งสปริง บนัทกึผล

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

บนัทกึผล

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

กจิกรรมที� 5 คานและการหมุนวธิีทาํกจิกรรม

3. แขวนถุงทราย 1 ถุง ที�ตาํแหน่งหนึ�งของคาน ใช้เครื�องชั�งสปริงเกี�ยวที�คานแล้วออกแรงดงึเครื�องชั�งสปริง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

เครื�องชั�งสปริงเกี�ยวที�คานแล้วออกแรงดงึเครื�องชั�งสปริงในแนวดิ�ง โดยให้คานอยู่ในแนวระดบั ดงัภาพ สังเกตและบนัทกึระยะทางระหว่างจุดแขวนคานถงึจุดที�แขวน ถุงทราย ระยะทางระหว่างจุดเกี�ยวเครื�องชั�งสปริงถงึจุดแขวนคาน และขนาดแรงดงึ

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

กจิกรรมที� 5 คานและการหมุนวธิีทาํกจิกรรม

4. ทาํซํ %าข้อ 3 โดยเปลี�ยนตาํแหน่งเกี�ยวเครื�องชั�งสปริงไปอีก 2-3 ตาํแหน่ง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

สปริงไปอีก 2-3 ตาํแหน่ง

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

วัสดุอุปกรณ์ที�ใช้ทาํกจิกรรม

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

ถุงทราย เครื�องชั�งสปริง

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

วัสดุอุปกรณ์ที�ใช้ทาํกจิกรรม

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

คาน ถุงทราย เครื�องชั�งสปริง

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

กาํหนดปัญหา

ตั %งสมมตฐิาน

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

การกาํหนดและควบคุมตวัแปร

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

ตารางบนัทกึผล โมเมนต์ของแรงโมเมนต์ทวนเขม็นาฬิกา (Nm) โมเมนต์ตามเขม็นาฬิกา (Nm)

ระยะ

(m)

แรงดงึ /นํ �าหนกั

(N)

โมเมนต์

(Nm)

ระยะ

(m)

แรงดงึ /

นํ �าหนกั (N)

โมเมนต์

(Nm)

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

คาํถามท้ายกจิกรรม1. ผลคูณระหว่างแรงที�วัดได้จากเครื�องชั�งสปริงกับ

ระยะจากจุดแขวนคานไปยังแนวดงึ และผลคูณระหว่างนํ %าหนักของถุงทรายกับระยะจากจุดแขวนคานไปยังจุด

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

นํ %าหนักของถุงทรายกับระยะจากจุดแขวนคานไปยังจุดแขวนถุงทรายมีความสัมพนัธ์กันหรือไม่ อย่างไร

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

คาํถามท้ายกจิกรรม2. ในกรณีที�เปลี�ยนตาํแหน่งถุงทราย โดยเครื�องชั�ง

สปริงอยู่ที�เดมิแล้วทาํให้คานอยู่นิ�งในแนวระดบั ค่าที�อ่านได้จากเครื�องชั�งสปริงจะเปลี�ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

ได้จากเครื�องชั�งสปริงจะเปลี�ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

สรุปผลการทาํกจิกรรม จากผลการทดลองพบว่าเมื�อแขวนคานให้อยู่นิ�งในแนวระดบั คานจะอยู่ในสภาพสมดุล ถ้าออกแรงดงึปลายด้านหนึ�งด้านใด คานจะหมุนรอบจุดหมุนที�แขวน

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

ด้านหนึ�งด้านใด คานจะหมุนรอบจุดหมุนที�แขวน

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

1. รายงานกจิกรรมการทดลองที� โมเมนต์ของแรง2. แผนที�ความคดิสรุปองค์ความรู้หน่วยย่อยที� 5

ชิ %นงาน/ภาระงาน

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

2. แผนที�ความคดิสรุปองค์ความรู้หน่วยย่อยที� 53. แบบฝึกหดัทบทวน4. ใบบนัทกึคะแนน

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

โมเมนต์ คือ ผลคูณของแรงซึ�งกระทาํกับวัตถุแล้วทาํให้วัตถุนั %นหมุนรอบจัดหมุน โดยทศิของการหมุนมี 2

ความหมายของโมเมนต์

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

วัตถุนั %นหมุนรอบจัดหมุน โดยทศิของการหมุนมี 2 ลักษณะ คือหมุนตามเข็มนาฬิกา และหมุนทวนเข็มนาฬิกา

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

Mซ้าย = Mขวา

(20x1)+(30x0.7) =(0.5X)

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

(20x1)+(30x0.7) =(0.5X)

20+21 = 0.5X

0.5X = 41

X = 41/0.5 =82 N

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

Mซ้าย = Mขวา

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

Mซ้าย = Mขวา

(200x2) = (10x3)+(8P)

400 = 30+8P

8P = 400-30=370

P = 370/8 = 46.25 N

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

W1 W2

รูปหน้า 29

l1 l2

ซ้าย ขวาโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกาถ้าคานอยู่ในภาวะสมดุล โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา = โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา

M1 = M2

W1l1 = W2l2

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

รูปหน้า 29

เดก็ผู้ชาย หนัก 500 N ระยะ 1 mเดก็ผู้หญิง หนัก 400 N ระยะ 0.8 m

โมเมนต์สมดุลหรือไม่500*1 400*0.8

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

500*1 400*0.8500 N.m ไม่เท่ากัน 320 N.m

แสดงว่าคานไม่สมดุล ทาํอย่างไรจะให้คานสมดุล

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

รูปหน้า 29

500 N.m ไม่เท่ากัน 320 N.m

แสดงว่าคานไม่สมดุล ทาํอย่างไรจะให้คานสมดุล500*x = 400* 0.8

X = 400*0.8/500

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

X = 400*0.8/500

X = 0.64 m

ตรวจคาํตอบ500*0.64 = 400*0.8

320 N.m = 320 N.m

หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรงหน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

บรรณานุกรมhttp://www.ceted.org/ceted2010/e-learning.php

ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย,ีสถาบัน. (2554). หนังสือเรียนรายวิชาพื %นฐาน วิทยาศาสตร์ 5

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13

หนังสือเรียนรายวิชาพื %นฐาน วิทยาศาสตร์ 5 ชั %นมัธยมศกึษาปีที� 3 เล่ม 1โรงพมิพ์ สกสค. กรุงเทพฯ.

หน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

หน่วยที� 1 แรงและการเคลื�อนที�หน่วยย่อยที� 5 โมเมนต์ของแรง

13โรงเรียนทุ่งยาวผดุงศิษย์ สาํนักงานเขตพื %นที�การศึกษามัธยมศึกษาเขต 13