TOP

ไมโครมิเตอร์ (Micrometer)

3355010k_eps

         เป็นเครื่องมือวัดความยาวอีกชนิดหนึ่งที่สามารถวัดได้ละเอียดกว่าเวอร์เนียร์ใช้วัดชิ้นงานที่มีความยาวน้อย ๆ เช่น ความหนาของกระดาษ เส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นลวดขนาดเล็ก ๆ เป็นต้น

ส่วนประกอบที่สำคัญของไมโครมิเตอร์มีดังนี้

microdesc

โครง A มีลักษณะคล้ายครึ่งวงกลม
ปากวัด B เป็นโลหะผิวเรียบ ใช้สำหรับจับวัตถุหรือชิ้นงานที่ต้องการวัด
สเกลหลัก C เป็นสเกลที่อยู่นิ่งกับที่มีขีดสเกล 2 แถว ขีดสเกลแต่ละขีดในแต่ละแถวห่างกัน 1mm ส่วนขีดสเกวแถวบนและขีดสเกลแถวล่างที่อยู่ถัดกันจะห่างกัน 0.5 mm
สเกลวงกลม D เป็นสเกลที่เคลื่อนที่ได้โดยการหมุนปลอก E มีทั้งหมด 50 ช่อง เมื่อหมุนสเกลวงกลม D ไปครบ 1 รอบ จะได้ความยาว 0.5 mm ดังนั้น 1 ช่องของสเกลวงกลม จึงมีค่า 0.5mm/50 หรือ 0.01mm
ปลอก E ใช้หมุนปรับความห่างของปากวัด B ให้พอเหมาะกับขนาดของชิ้นงาน
ปุ่ม F ใช้หมุนเพื่อเลื่อนปากวัด B ให้สัมผัสชิ้นงาน เมื่อสัมผัสพอดีจะมีเสียงกริ๊กเบา ๆ ให้หยุดหมุน
คันโยก G เมื่อโยกไปทางซ้าย ปลอก E และปุ่ม F จะถูกล็อคไว้ และสเกลวงกลม D จะถูกตรึงกับที่

การบันทึกค่าการวัด

ค่าจากการวัดจะประกอบด้วย 2 ส่วน คือ
* ค่าที่อ่านได้จากสเกลหลัก
* ค่าที่อ่านได้จากสเกลวงกลม
นำค่าทั้งสองมาบวกกัน จะเป็นค่าที่อ่านได้

microsave

          การอ่านค่าบนสเกลหลัก ต้องดูว่าขอบของสเกลวงกลมอยู่ที่ตำแหน่งใดบนสเกลหลัก เช่น ในรูป 2 ขอบของสเกลวงกลมอยู่เลยขีด 7.5 mm แต่ไม่ถึง 8.0 mm ดังนั้นค่าที่อ่านได้จากสเกลหลักคือ 7.5 mm ส่วนเศษที่เกิน 7.5 mm แต่ไม่ถึง 8.0 mm จะอ่านได้จากสเกลวงกลมโดยดูว่าขีดใดบนสเกลวงกลมตรงกับเส้นแนวนอนของสเกลหลัก จากรูป 2 จะเห็นว่า ขีดที่ 35 ตรงกับเส้นแนวนอนพอดี ดังนั้นค่าที่อ่านได้จากสเกลวงกลม ก็คือ 35×0.010 mm เท่ากับ 0.350 mm นั่นคือ ค่าที่อ่านได้จากไมโครมิเตอร์ คือ 7.5 mm + 0.350 mm เท่ากับ 7.850 mm

Read More
TOP

โจทย์แบบฝึกหัด 1

1. ฟิสิกส์ (Physics) และวิทยาศาสตร์ (Science) มีความหมายอย่างไรและมีความสัมพันธ์กันอย่างไร

2. การแก้ปัญหาด้วยวิธีวิทยาศาสตร์ ( เช่นการแก้ปัญหาจราจรของกรุงเทพ ฯ) ท่านคิดว่าควรเป็นวิธีอย่างไร วิธีวิทยาศาสตร์เป็นวิธีอย่างไร

3. คำ “เทคโนโลยี” ( Technology ) มักใช้กันในความหมายต่างๆ ที่หลากหลาย ท่านคิดว่าเทคโนโลยีเท่าที่เขียนไว้ในหนังสือมีความหมายอย่างไร และต่างกับวิทยาศาสตร์อย่างไร

4. ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มีความสัมพันธ์กันอย่างไร

 5. อะไรคือปริมาณทางฟิสิกส์ (Physical quantities)

6. ระบบหน่วยของปริมาณต่างๆ ที่เป็นที่ยอมรับของนานาชาติ คือระบบหน่วยอะไร

7. หน่วยที่เป็นมาตรฐานสากลของปริมาณต่อไปนี้คือหน่วยอะไร ความยาว มวล เวลา กระแสไฟฟ้า พลัง แรง

8. หน่วยวัดความยาวของไทยในสมัยก่อน คือ คืบ ศอก วา เส้น โดย สองคืบเป็นหนึ่งศอก 4 ศอกเป็นหนึ่งวา และ 20 วาเป็นหนึ่งเส้น ท่านทราบหรือไม่ว่า ปัจจุบันเทียบหนึ่งวาเป็นกี่เมตร

 9. พื้นที่ 100 เมตร ตารางวาเรียกว่าหนึ่งงาน และ 4 งาน คือพื้นที่ 1 ไร่ พื้นที่หนึ่งไร่มีกี่ตารางเมตร

10. หน่วยระยะทางที่นิยมใช้ แต่ไม่ใช่หน่วยในระบบเอสไอ มีอะไรบ้าง จงยกตัวอย่าง 3 หน่วย

11. ความคลาดเคลื่อนของการวัดเกิดขึ้นได้อย่างไร

12. หากความยาวของสายลูกตุ้มอย่างง่ายเป็น 40.0 ± 0.2 เซนติเมตร ค่าของคาบที่คำนวณได้จากสูตร  T=2π√‾(l/g)จะมีค่าเท่าใด ±  เท่าใด(  g = 10 m/s2)

 13. ปริมาตรของแท็งก์น้ำที่เป็นรูปลูกบาศก์ มีด้านยาวด้านละ 1.20 ± 0.1 เมตร จะเป็นเท่าใด และคลาดเคลื่อนเท่าใด ความคลาดเคลื่อนคิดเป็นกี่เปอร์เซ็นต์

14. หินทรงกลมมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.00 ± 0.01 เมตร จะมีปริมาตรที่อาจคลาดเคลื่อนได้กี่เปอร์เซ็นต์

 15. ในการหาระยะของต้นไม้ที่ระยะไกลต้นหนึ่ง เมื่อเลื่อนตำแหน่งที่มองไปด้านข้าง 5.0 เมตร ทิศที่เห็นต้นไม้เปลี่ยนไปเป็นมุมที่มีค่า tangent เป็น (8 mm/500 mm ) ต้อนไม้นั้นอยู่ไกลเท่าใด

16. ในการวัดความหนาของแผ่นฟอยล์อะลูมิเนียม (Aluminum foil ) ด้วยเครื่องมือดังที่กล่าวถึงในกิจกรรม ถ้าระยะระหว่างเข็มหมุดและขอบที่วัดความหนาเป็น  20 ±1 มิลลิเมตรและระยะระหว่างกระจกถึงสเกล 500 ± 2 มิลลิเมตร สังเกตแนวแสงบนสเกลเลื่อน 2.0 ± 0.2 มิลลิเมตร ความหนาของแผ่นฟอยล์จะเป็นเท่าใด และมีความคลาดเคลื่อนเท่าใด ความคลาดเคลื่อนคิดเป็นกี่เปอร์เซ็นต์ ความคลาดเคลื่อนเป็นเปอร์เซ็นต์นี้ใกล้เคียงกับความคลาดเคลื่อนของข้อมูลตัวใด

17. หากจะวัดความหนาของแผ่นฟอยล์อะลูมิเนียมโดยใช้เวอร์เนียคาลิปเปอร์ หรือไม้บรรทัดธรรมดา ท่านควรจะใช้วิธีอย่างใดจึงจะได้ค่าที่ละเอียดดีพอ

18. เลขนัยสำคัญในโจทย์ข้อ 16 ของเลข 20 ,500 และ 2.0 มิลลิเมตร แต่ละจำนวน มีเลข 1,150 มีเลขนัยสำคัญกี่ตัว

19. หากกล่าวว่าระยะทางระหว่างกรุงเทพฯ และนราธิวาสเป็น 1,150 กิโลเมตรท่านคิดว่า 1,150 มีเลขนัยสำคัญกี่ตัว

20. ถ้าระบุว่าค่า g ที่กรุงเทพฯ เป็น 9.783 เมตรต่อวินาที2 ค่านี้มีเลขนัยสำคัญกี่ตัว และตามตัวเลขนี้มีความไม่แน่นอนได้อย่างมากกี่เปอร์เซ็นต์

Read More
TOP

การทดลอง 1.1 การหาความหนาแน่นของวัตถุพีวีซี

จุดประสงค์

          เพื่อหาความหนาแน่นจากการวัดมวลและปริมาตรด้วยเครื่องมือวัดธรรมดาและวิเคราะห์หาความคลาดเคลื่อนของความหนาแน่นที่หาได้ ปัจจุบันมีการใช้วัสดุประเภทพีวีซีเป็นอันมาก ที่พบบ่อยได้แก่การทำท่อน้ำ วัสดุต่างๆที่มีเนื้อวัสดุเป็นอย่างเดียวกันแม้จะผลิตมาจากแหล่งต่างๆ กัน และมีความหนาแน่นมวล นั่นคืออัตราส่วนระหว่างมวลต่อปริมาตรเป็นอย่างเดียวกัน เราสามารถทดลองหาความหนาแน่นของวัสดุนี้ได้ โดยใช้เครื่องมือง่ายๆ ธรรมดา เช่น ไม้บรรทัดและเครื่องชั่ง

 วิธีทดลอง

          สมมติว่าจะหาความหนาแน่นของพีวีซีจากท่อที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณหนึ่งนิ้วยาวประมาณ 5 เซนติเมตร ทำได้โดยการวัดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อภายนอกและภายในด้วยไม้บรรทัด รวมทั้งความยาว เพื่อคำนวณหาปริมาตร แล้วนำไปชั่งเพื่อหามวล ซึ่งจะหาความหนาแน่นได้จากปริมาณทั้งสอง

          ในการวัดเส้นผ่าศูนย์กลาง ควรวัดหลายครั้งและหมุนไปรอบๆ และหาค่าเฉลี่ย ควรประมาณค่าความคลาดเคลื่อนที่อาจเป็นไปได้ การหาค่าความหนาแน่นควรหาค่าความคลาดเคลื่อนที่เป็นไปได้ด้วย

Read More
TOP

1.8 การวิเคราะห์ผลการทดลอง

                            ใช้การพิจารณาจากข้อมูลรวมทั้งการใช้การคำนวณตามความเหมาะสม เมื่อได้ผลสรุป ที่เป็นปริมาณ ควรแสดงโอกาสผิดพลาดได้ของปริมาณนั้นด้วย การใช้กราฟเส้นตรงช่วยใน การวิเคราะห์ โดยเฉพาะเมื่อหาหรือพิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างสองปริมาณที่เป็นปฏิภาคกัน กราฟเส้นโค้งใช้ดูการเปลี่ยนแปลงได้แก่ไม่สามารถพิสูจน์ความสัมพันธ์ได้ชัดเจน สมการทางคณิตศาสตร์ของกราฟเส้นตรงจะอยู่ในรูป y = mx + c เมื่อ m คือ ความชัน หรือ slope และ c คือ จุดตัดแกน B กราฟเป็นดังรูป

Read More
TOP

1.7 การบันทึกข้อมูล

การบันทึกข้อมูลที่จะให้กะทัดรัด ชัดเจน อ่านเข้าใจง่าย ขึ้นกับข้อมูลที่สำคัญสำหรับ การทดลองนั้นๆ หากเป็นไปได้หรือเหมาะสม มักจะนำเสนอในรูปของตารางซึ่งมีหัวของช่อง ชัดเจน ว่าเป็นปริมาณอะไร ในหน่วยอะไร ในบางปริมาณที่ต้องการความแน่นอนที่เชื่อถือได้ ควรวัด 3 ครั้ง หรือ 5 ครั้ง แล้วหาค่าเฉลี่ย ซึ่งการทำหลายๆ ครั้งอาจใช้เครื่องคิดเลขบางแบบ คำนวณค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ( S.D.) ได้ด้วย ควรเริ่มด้วยช่องสดมภ์ (column) ที่เป็นตัวแปร ต้นที่จะวัดโดยตรง ตามด้วยตัวแปรตามีที่วัดได้โดยตรง ซึ่งสามารถบันทึกตัวลงไปทันทีที่วัดได้ แล้วจึงเพิ่มช่องต่อๆ ไปที่หาได้จากช่องแรกๆ จนได้ช่องของปริมาณที่จะใช้ในการวิเคราะห์ โดยเฉพาะที่จะใช้เขียนกราฟ นอกจากส่วนที่ทำการวัดที่สำคัญ ข้อมูลของการทดลองควรมีข้อมูลประกอบิ ซึ่งบาง ครั้งมีความหมายหรือมีความเกี่ยวข้องต่อผลการทดลองด้วย เช่น ทำการทดลองเมื่อใด สภาพแวดล้อมเป็นอย่างไร เช่น อุณหภูมิ ความดันบรรยากาศ ความชื้นสัมพัทธ์ ฯลฯ

Read More
TOP

1.6 เลขนัยสำคัญ

             เลขนัยสำคัญ (Significant Figure) คือ จำนวนหลักของตัวเลขที่แสดงความเที่ยงตรงของปริมาณที่วัดหรือคำนวณได้ ดังนั้นตัวเลขนัยสำคัญจึงประกอบด้วยตัวเลขทุกตัวที่แสดงความแน่นอน (certainty) รวมกับตัวเลขอีกตัวหนึ่งที่แสดงความไม่แน่นอน (uncertainty) ซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เราเลือกใช้ด้วย

ให้นักเรียนศึกษาหัวข้อต่อไปนี้ โดย Click เข้าไปอ่านแต่ละหัวข้อนะครับ

1 ความหมายของเลขนัยสำคัญ

2 แนวปฏิบัติในการใช้เลขนัยสำคัญ

3 ตัวเลขนัยสำคัญกับการคำนวณ 

3.1 การบวกและการลบ
3.2 การคูณและการหาร

Read More
TOP

1.5 ความไม่แน่นอนในการวัด

ความไม่แน่นอนในการวัด การวัดปริมาณต่างๆ ด้วยเครื่องมือ ซึ่งจะเป็นข้อมูลของการทดลอง ย่อมไม่สามารถ วัดได้อย่างแม่นยำโดยไม่มีขีดจำกัด โดยทั่วไปจะมีความผิดพลาด (error) หรือความคลาดเคลื่อน ที่เป็นไปได้อยู่บ้างเสมอ เพียงแต่อาจจะมากหรือน้อยเท่านั้น โอกาสที่จะคลาดเคลื่อนจาก ความเป็นจริงของปริมาณที่วัดได้ จะมากหรือน้อยขึ้นกับแต่ละสถานการณ์ที่ทำการวัด ขึ้นกับ เครื่องมือและวิธีการที่ใช้วัดรวมทั้งยังขึ้นกับความสามารถและประสบการณ์ของผู้วัดด้วย

ให้นักเรียนศึกษาใบความรู้เรื่อง  เวอร์เนียคาลิปเปอร์ และไมโครมิเตอร์

หลังจากศึกษาใบความรู้แล้ว ให้นักเรียนทำกิจกรรม และบันทึกผล ดังเอกสารด้านล่าง


คำถาม ให้นักเรียนทำใบงานด้านล่าง แล้วตอบเฉพาะคำตอบในช่องแสดงความคิดเห็นนะครับ

Read More
TOP

1.4 การทดลองในวิชาฟิสิกส์

         

    การทดลองในวิชาฟิสิกส์ การทดลองในวิชาฟิสิกส์ดังที่จะได้กระทำในบทเรียนต่างๆ ต่อไป แม้จะไม่ใช่ของใหม่ การฝึกทำจะเป็นการฝึกฝนวิธีการทำการทดลอง ตามแนวที่เป็นที่ยอมรับในวงการฟิสิกส์ การ ทำการทดลองถือเป็นส่วนสำคัญในการฝึกทำ และคิดหาเหตุผลอย่างวิทยาศาสตร์เป็นการยากที่จะวางกฎเกณฑ์แน่ชัดสำหรับการทดลองทุกๆ อย่าง เนื่องจากในการ ทดลองแต่ละเรื่อง อาจมีลักษณะเฉพาะที่ต่างๆ กัน อย่างไรก็ตาม ในการทำการทดลอง มักจะทำเพื่อตอบคำถามบางอย่างหรือเพื่อหาความจริงบางอยาง (ซึ่งก็จะเป็นวัตถุประสงค์ ของการทดลอง) เพื่อให้ได้คำตอบ ก็ต้องคิดหาวิธีกาพดลองที่เหมาะสมและสอดคล้องกับอุปกรณ์ ที่มี ทำการทดลองเพื่อให้ได้ข้อมูลต่างๆ วิเคราะห์จากข้อมูลเพื่อเป็นคำตอบ ขั้นตอนเหล่านี้ ดูจะเป็นกรอบที่จำเป็นสำหรับการทดลอง

           คำตอบที่เราได้จะเป็นที่น่าเชื่อถือหรือไม่ ต่อผู้อื่น เราต้องสามารถแสดงทุกขั้นตอนของการทดลองได้ ดังนั้นจึงมีการเขียนรายงานการทดลอง โดยยึดหลักการที่ว่า เขียนการทดลอง ให้ผู้อ่านเข้าใจได้ง่ายที่สุด กะทัดรัดที่สุด มีครบทุกอย่าง โดยเฉพาะข้อมูลชัดเจน (การมีรูปวาด ประกอบและการเสนอข้อมูลเป็นตารางช่วยให้ดูง่ายและเป็นที่นิยม) แสดงการวิเคราะห์และการ สรุปผล อาจตามด้วยข้อวิจารณ์หรือความคิดเห็นของตนเองเพิ่มเติมไว้ด้วย ทุกคนควรฝึกทำ สิ่งเหล่านี้ทุกการทดลอง

Read More
TOP

1.3 ปริมาณทางฟิสิกส์และหน่วย

ปริมาณทางฟิสิกส์   แบ่งออกเป็น 2  ลักษณะคือ

ปริมาณสเกลลาร์
ปริมาณเวกเตอร์

          ปริมาณสเกลลาร์  คือ ปริมาณที่กำหนดแต่เพียงขนาดก็มึความหมาย  ตัวอย่างของปริมาณสเกลลาร์ ได้แก่ จำนวนนับของสิ่งของโดยทั่วไป   ระยะทาง  เวลา  พื้นที่  งาน  พลังงาน  กระแสไฟฟ้า  เป็นต้น   การคำนวณปริมาณสเกลลาร์    สามารถดำเนินการ บวก ลบ คูณ หาร เหมือนกับการคำนวณในระบบจำนวนทั่ว ๆ ไป  จำนวน 0 ของปริมาณสเกลลาร์ เป็น 0 อ้างอิง ไม่ได้หมายความว่ามีค่าเป็นศูนย์จริง  เช่น อุณหภูมิ 0 เซลเซียส ไม่ได้หมายความว่าวัดอุณหภูมิไม่ได้  แต่กำหนดให้อุณหภูมิขณะนั้นเป็นศูนย์ และอุณหภูมิ -1 เซลเซียสเป็นอุณหภูมิที่ต่ำกว่าศูนย์เซลเซียสอยู่ 1 เซลเซียส เป็นต้น ปริมาณสเกลลาร์ที่เป็นลบจึงเป็นปริมาณที่มีค่าน้อยกว่าศูนย์

          ปริมาณเวกเตอร์ คือ ปริมาณที่ต้องกำหนดทั้งขนาดและทิศทางจึงจะมีความหมาย   ตัวอย่างของปริมาณเวกเตอร์ ได้แก่  แรง  การกระจัด  ความเร็ว  ความเร่ง   เป็นต้น   เนื่องจากปริมาณเวกเตอร์มีทั้งขนาดและทิศทาง  การคำนวณจึงต้องมีวิธีการที่แตกต่างออกไปจากการคำนวณในระบบจำนวน   ไม่สามารถดำเนินการบวก ลบ คูณ หารแบบธรรมดาได้   จึงต้องใช้วิธีการคำนวณเวกเตอร์โดยเฉพาะ    จำนวน 0 ในปริมาณเวกเตอร์ เป็นปริมาณที่ไม่มีค่าจริง ๆ  ปริมาณเวกเตอร์จึงไม่มีค่าเป็นลบ    เครื่องหมายในปริมาณเวกเตอร์ใช้บอกทิศทางของเวกเตอร์   เวกเตอร์ที่มีเครื่องหมายเหมือนกันทิศทางเดียวกัน  เวกเตอร์ที่มีเครื่องตรงกันข้ามทิศทางตรงกันข้าม


ให้นักเรียนศึกษาเรื่องหน่วย จาก Clip ของสถาบันมาตรวิทยา ทั้ง 4 เรื่อง

NIMT Man Show ตอนที่ 1 เปิดโลกมาตรวิทยา
เรียนรู้เรื่องมาตรวิทยาเบื้องต้นกับมิสเตอร์มาตรวัด

 

 

NIMT Man Show ตอนที่ 2 ระบบหน่วยวัด SI UNITS
ตามมาดูกันว่าหน่วยวัด SI Units ทั้ง 7 มีชื่อเรียกอะไร และมีหน้าที่อย่างไรบ้าง

 

NIMT Man Show ตอนที่ 3 ระบบมาตรวิทยาแห่งชาติ
มิสเตอร์มาตรวัดจะพาไปแนะนำสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ รวมทั้งระบบมาตรวิทยาแห่งชาติ

NIMT Man Show ตอนที่ 4 มาตรวิทยา…
ใครจะรู้บ้างว่ามาตรวิทยาจะมีความสำคัญอย่างมากต่อชีวิตประจำวัน เรามาดูกันว่าระบบมาตรวิทยาสำคัญอย่างไร

]

ที่มา : http://www.nimt.or.th

หลังจากศึกษาเรื่องระบบหน่วย SI แล้ว ให้เข้าไปศึกษาเรื่องคำอุปสรรคจากLink ด้านล่างนี้

หน่วย SI
หน่วยอนุพันธ์เอสไอ
คำอุปสรรค

คำถาม

1. ให้เปลี่ยนปริมาณโดยใช้คำอุปสรรค ของปริมาณต่อไปนี้
ก) 0.000 000 000 000 000 008 s
ข) 0.000 000 0065 m
ค) 4,000,000,000,000,000 N
ง) 1,200,000,000 B

2. ยกตัวอย่างหน่วยอนุพันธ์มาอย่างน้อยคนละ 5 หน่วยโดยไม่ซ้ำกับคนอื่นๆ

Read More
TOP

1.2 วิชาฟิสิกส์

ให้นักเรียนศึกษาหัวข้อต่อไปนี้โดย Click Link ด้านล่าง แล้วตอบคำถามด้านล่าง

ความหมาย

ประวัติความเป็นมา

สาขาหลักในฟิสิกส์

คำถาม

1. ให้นักเรียนสรุปความหมายของฟิสิกส์เป็นของตนเอง
2. ให้นักเรียนบอกความแตกต่างของฟิสิกส์ยุคเริ่มแรก กับฟิสิกส์ยุคใหม่ที่เห็นเด่นชัด
3. สาขาหลัก และสาขาย่อยของฟิสิกส์มีกี่สาขา อะไรบ้าง

Read More