ฟิสิกส์ ม.ปลาย

ฟิสิกส์: กลศาสตร์ ไฟฟ้า และคลื่น

การเคลื่อนที่ กฎนิวตัน งาน-พลังงาน ไฟฟ้ากระแส และสมบัติของคลื่น

ปานกลาง–ยาก⏱ 10–12 ชั่วโมง📖 2 บทเรียน
🧭 เริ่มเรียนแบบนำทาง (สอบก่อน → เรียน → สอบหลัง → จบบท)

📖 บทเรียน (อ่านให้เข้าใจก่อนทำข้อสอบ)

บทที่ 1: การเคลื่อนที่และกฎนิวตัน

🎯 ข้อสอบย่อยบทนี้ (เลือก/ตั้งค่าเองได้)

ระยะทาง ความเร็ว ความเร่ง และ F = ma กับการประยุกต์

1.1 ปริมาณการเคลื่อนที่

ระยะทางคือความยาวเส้นทาง (สเกลาร์) การกระจัดคือเส้นตรงจากจุดเริ่มถึงจุดจบ (เวกเตอร์) ความเร็ว = การกระจัด/เวลา ความเร่ง = ความเร็วที่เปลี่ยน/เวลา

📐 v = s/t | a = Δv/t | s = ut + ½at²

ตัวอย่าง: รถออกตัวจากหยุดนิ่ง (u = 0) เร่ง 2 ม./ส² นาน 5 วิ ได้ระยะ s = ½×2×25 = 25 ม.

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 1: นักวิ่งวิ่ง 100 ม. ใน 12.5 วินาที อัตราเร็วเฉลี่ยเท่าไร?

วิธีทำ: อัตราเร็ว = ระยะทาง ÷ เวลา → 100 ÷ 12.5

ตอบ: 8 ม./ส.

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 2: รถออกตัวจากหยุดนิ่ง (u = 0) ด้วยความเร่ง 2 ม./ส² นาน 5 วินาที ได้ระยะทางเท่าไร?

วิธีทำ: ใช้ s = ut + ½at² → s = 0 + ½×2×25

ตอบ: 25 ม.

⚠️ ระวัง: อัตราเร็วกับความเร็วไม่เหมือนกัน: วิ่งกลับจุดเดิมอัตราเร็วไม่ศูนย์แต่ความเร็วเฉลี่ยเป็นศูนย์

1.2 กฎนิวตันและการประยุกต์

F = ma ใช้ได้เมื่อมวลคงที่ น้ำหนัก W = mg (g ≈ 10 ม./ส²) แรงเสียดทาน f = μN วัตถุบนพื้นเอียงแยกแรงเป็น 2 แนว

ตัวอย่าง: มวล 2 กก. บนพื้นไม่มีแรงต้าน ถูกผลัก 10 นิวตัน → a = 5 ม./ส²

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 1: ออกแรง 10 นิวตันผลักมวล 2 กก. (ไม่มีแรงต้าน) ความเร่งเท่าไร?

วิธีทำ: a = F/m = 10/2

ตอบ: 5 ม./ส²

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 2: วัตถุมวล 50 กก. มีน้ำหนักเท่าไร (g ≈ 10)?

วิธีทำ: W = mg = 50×10

ตอบ: 500 นิวตัน

บทที่ 2: ไฟฟ้าและคลื่น

🎯 ข้อสอบย่อยบทนี้ (เลือก/ตั้งค่าเองได้)

วงจรกระแสตรง กำลังไฟฟ้า และสมบัติคลื่น (สะท้อน หักเห เลี้ยวเบน)

2.1 ไฟฟ้ากระแสและกำลังไฟฟ้า

ต่อยอด V = IR: กำลังไฟฟ้า P = VI = I²R = V²/R คืออัตราใช้พลังงาน ค่าไฟคิดจากพลังงาน E = Pt หน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง (ยูนิต)

📐 P = VI | E(kWh) = P(kW) × t(h)

ตัวอย่าง: หลอด 100W เปิดวันละ 5 ชม. 30 วัน ใช้ไฟ 0.1×5×30 = 15 ยูนิต

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 1: หลอดไฟ 100W เปิดวันละ 5 ชม. 30 วัน ใช้ไฟกี่ยูนิต?

วิธีทำ: 0.1 kW × 5 × 30 (W→kW หาร 1000 ก่อน)

ตอบ: 15 ยูนิต

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 2: เตารีดต่อไฟ 220V วัดกระแสได้ 5A กำลังไฟฟ้าเท่าไร?

วิธีทำ: P = VI = 220×5

ตอบ: 1,100 วัตต์

2.2 คลื่นและสมบัติ

คลื่นถ่ายโอนพลังงานโดยตัวกลางไม่เคลื่อนที่ตาม ความเร็วคลื่น v = fλ สะท้อน/หักเห/เลี้ยวเบน/แทรกสอด เสียงต้องการตัวกลาง แสงไม่ต้อง

📐 v = fλ

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 1: คลื่นความถี่ 440 Hz ความยาวคลื่น 0.78 ม. ความเร็วเท่าไร?

วิธีทำ: v = fλ = 440×0.78

ตอบ: ≈ 343 ม./ส. (ความเร็วเสียง!)

✏️ โจทย์ตัวอย่างที่ 2: คลื่นจากน้ำลึกเข้าน้ำตื้น ความถี่เปลี่ยนไหม?

วิธีทำ: ความถี่กำหนดโดยแหล่งกำเนิด ไม่เปลี่ยน ที่เปลี่ยนคือความเร็วและความยาวคลื่น

ตอบ: ไม่เปลี่ยน

⚠️ ระวัง: ความถี่ (f) กำหนดโดยแหล่งกำเนิด ไม่เปลี่ยนเมื่อข้ามตัวกลาง ที่เปลี่ยนคือความยาวคลื่น

🧱 พื้นฐานที่ต้องรู้ก่อน

  • วิทย์ ม.2–ม.3: แรง งาน ไฟฟ้าจำเป็นมาก (Must-have)

    F = ma, W = Fs, V = IR

  • คณิต: สมการและตรีโกณเบื้องต้น

    แก้สมการ แยกเวกเตอร์แนวตั้ง-นอน

🚀 บทเรียนต่อยอด

  • ฟิสิกส์อะตอมและนิวเคลียร์

    แบบจำลองอะตอม กัมมันตรังสี และพลังงานนิวเคลียร์

📦 แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

เว็บ • ฟรี

PhET Interactive Simulations

ห้องทดลองเสมือน: วงจร แรง คลื่น

📝 ทำแบบทดสอบ ฟิสิกส์: กลศาสตร์ ไฟฟ้า และคลื่น →

Before 4 ข้อ • After 4 ข้อ พร้อมเฉลยละเอียด