เรียนฟิสิกส์กับครูชิตชัย

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

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