สรุป ฟิสิกส์กลางภาค ม.4

เสริมจากสรุปในภาพ เผื่อคนกำลังหา “w=fs คืออะไร” กับ “สรุปงานและพลังงาน ม.4” แบบอ่านแล้วทำโจทย์ได้เลย เราแนะนำให้เริ่มจากเช็ก 3 อย่างก่อนกดเครื่องคิดเลขทุกครั้ง: (1) แรง F มีทิศเดียวกับการเคลื่อนที่ไหม (2) ระยะกระจัด s คือ “การกระจัดตามแนวการเคลื่อนที่” ไม่ใช่ระยะทางทั้งหมดเสมอ (3) มุม θ คือมุมระหว่างแรงกับการกระจัด 1) งาน (Work) และสูตร W=Fs / W=Fs cosθ - ถ้าแรงขนานกับการเคลื่อนที่: W = Fs (หน่วยจูล J) - ถ้าแรงทำมุม: W = Fs cosθ โดยใช้ “เฉพาะองค์ประกอบของแรงตามแนวการเคลื่อนที่” ทริคจำงานบวก/ลบ/ศูนย์: - งานเป็นบวก: แรงช่วยให้เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน (cosθ > 0) - งานเป็นศูนย์: แรงตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ เช่น แรงสู่ศูนย์กลางในวงกลม (cos90°=0) - งานเป็นลบ: แรงต้านการเคลื่อนที่ เช่น แรงเสียดทาน หรือดึงย้อนทาง (cosθ < 0) ตัวอย่างเร็วๆ: ออกแรงดันกล่อง 10 N ให้เคลื่อนที่ 3 m ไปข้างหน้า → W=30 J แต่ถ้าแรงทำมุม 60° → W = 10×3×cos60 = 15 J 2) กำลัง (Power) ทำข้อสอบให้ไว กำลังคือ “ความเร็วในการทำงาน” - P = W/t ใช้ตอนรู้ว่างานเท่าไรใช้เวลากี่วินาที - P = Fv ใช้ตอนวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v ในทิศเดียวกับแรง (หรือใช้ Fv cosθ ถ้ามีมุม) หน่วยกำลังคือ วัตต์ (W) = J/s ทริค: โจทย์ชอบหลอกหน่วย (นาที→วินาที, km/h→m/s) แปลงก่อนเสมอ 3) พลังงานกล (Mechanical Energy) พลังงานกลรวม = พลังงานจลน์ + พลังงานศักย์ - Ek = 1/2 mv^2 - Ep = mgh (ศักย์โน้มถ่วง) และ Ep = 1/2 ks^2 (ศักย์สปริง) คำถามยอดฮิต “ep=mgh ใช้เมื่อไหร่” → ใช้เมื่ออยู่ในสนามโน้มถ่วงใกล้ผิวโลก และ h วัดจากระดับอ้างอิงเดียวกัน กฎทรงพลังงาน (กรณีไม่มีแรงไม่อนุรักษ์ เช่น ไม่มีเสียดทาน): Ek1+Ep1 = Ek2+Ep2 แต่ถ้ามีแรงเสียดทาน: พลังงานกลจะลดลง โดยงานของแรงเสียดทานมักเป็นลบ (ทำให้พลังงานสูญเสียเป็นความร้อน) 4) เครื่องกลอย่างง่าย & ประสิทธิภาพ (เผื่อออกสอบ) จำภาพรวมว่า “ได้เปรียบเชิงกล” ช่วยผ่อนแรง แต่แลกกับการต้องออกแรงในระยะทางมากขึ้น ประสิทธิภาพ (Efficiency) = (งานออก/งานเข้า)×100% มักน้อยกว่า 100% เพราะมีการสูญเสียพลังงาน สรุปทริคก่อนส่งข้อสอบ: เขียน F, s, θ, t, v, m, h ให้ครบก่อนแทนสูตร จะช่วยลดพลาดเรื่องเครื่องหมายงานบวก/ลบ และเลือกใช้ W=Fs cosθ ได้ถูกมากขึ้น