Lesson

01 Inspiration & Engagement
ลิปดาและโพล่าสังเกตเห็นใบไม้ปลิวลอยอยู่ในอากาศสักพักก็ตกลงสู่พื้น จึงสงสัยว่าใบไม้สามารถลอยไปเรื่อย ๆ โดยที่ไม่ตกลงมาได้ไหมนะ

02 Problem & Question
แรงโน้มถ่วงทำให้วัตถุตกลงสู่พื้นโลกได้จริงหรือ

03 Definition
แรงโน้มถ่วงของโลก(Gravity) คือ แรงดึงดูดของโลกที่ดึงดูดวัตถุซึ่งกันและกันบนผิวโลกหรือใกล้ผิวโลก ทำให้วัตถุตกลงสู่พื้นผิวโลกและทำให้วัตถุมีน้ำหนัก

04 Hands – On Activity

1. นำวัตถุชั่งน้ำหนักด้วยตาชั่ง หรือ (ตาชั่งสปริงที่สร้างขึ้น)
2. ทดลองปล่อยวัตถุ (ลูกบอล ลูกโป่ง และวัตถุอื่นอีก 2 ชนิด) ตามหัวข้อที่กำหนด
   2.1 ปล่อยจากที่สูง 1 เมตร
   2.2 ขว้างวัตถุออกไปให้ไกล 2 เมตร
   2.3 โยนวัตถุขึ้นไปบนท้องฟ้า
3. บันทึกการตกลงสู่พื้นของวัตถุ และบันทึกเวลาในการตกลงสู่พื้น

05 Materials

1. ลูกบอล
2. ลูกโป่ง
3. เครื่องวัดระยะ
4. เครื่องจับเวลา
5. คอมพิวเตอร์
6. วัสดุอื่นๆ อีก 2 ชนิด

06 Data Collection

07 Analysis & Discussion
มีวัตถุกี่ชนิดที่ตกลงสู่พื้นโลกบ้าง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………
วัตถุที่นำมาสำรวจตกลงสู่พื้นโลกได้เพราะ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………

08 Conclusion

1. แรงโน้มถ่วงของโลกเป็นแรงดึงดูดที่โลกกระทำต่อวัตถุ มีทิศทาง
   [ ] เข้าสู่ศูนย์กลางโลก [ ] ออกจากศูนย์กลางโลก และเป็นแรง [ ] สัมผัส [ ] ไม่สัมผัส
2. น้ำหนักเกิดจาก
   ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………

09 Knowledge Tank
วัตถุต่าง ๆ ที่ปล่อยจากที่สูง จะตกลงสู่ผิวโลกเสมอ เพราะแรงโน้มถ่วงของโลก หรือ แรงดึงดูดของโลก (Gravitational force) เป็นแรงที่โลกกระทำต่อวัตถุ มีทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางโลก และเป็นแรงไม่สัมผัส โดยแรงดึงดูดที่โลกกระทำกับวัตถุหนึ่งๆ ทำให้วัตถุตกลงสู่พื้นโลกและทำให้วัตถุมี น้ำหนัก (Weight) โดย เซอร์ไอแซก นิวตันสงสัยว่าแรงอะไรทำให้ผลแอปเปิ้ลตกสู่พื้นดิน และตรึงดวงจันทร์ไว้กับโลก สิ่งนี้เองนำไปสู่การค้นพบกฎแรงโน้มถ่วง 3 ข้อ หรือที่เรียกว่า กฎของนิวตัน (Newton’s Law)

ดังนั้น เมื่อยกสิ่งของต่างๆ จะรู้สึกว่าสิ่งของเหล่านั้นมี น้ำหนัก เนื่องมาจากแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุซึ่งเมื่อต้องการยกวัตถุจึงจำเป็นต้องออกแรงเพื่อต้านแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุ โดยการออกแรงยกจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับวัตถุนั้นมีน้ำหนักมากหรือน้อยน้ำหนักของวัตถุขึ้นกับ มวล (Mass) ของวัตถุโดยวัตถุที่มีมวลมากจะมีน้ำหนักมาก วัตถุที่มีมวลน้อยจะมีน้ำหนักน้อย

มวลน้อย (น้ำหนักน้อย)                        มวลมาก (น้ำหนักมาก )

แรงดึงดูดของโลกเป็นแรงไม่สัมผัส (non – contact)
หมายถึง แรงที่ไม่ต้องมีการสัมผัสกับวัตถุ แต่วัตถุสามารถเคลื่อนที่ได้ แรงประเภทนี้ได้แก่ แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็ก และแรงไฟฟ้า เป็นต้น

แรงแม่เหล็ก                แรงไฟฟ้าสถิต              แรงโน้มถ่วง

ประโยชน์และโทษของแรงโน้มถ่วงของโลก
แรงโน้มถ่วงคือแรงที่ดึงดูดทุกอย่างเข้าสู่โลก การที่มีแรงดึงดูด ทำให้เกิดปรากฏการณ์ธรรมชาติ เช่น ฝนตก เป็นต้น

01 Inspiration & Engagement
วันนี้ลิปดานั่งดูสารคดีนกกระจอกเทศ ลิปดาสงสัยว่าเพราะเหตุใดนกกระจอกเทศซึ่งเป็นนกเหมือนกันแต่ทำไมถึงไม่บิน คุณพ่อจึงอธิบายว่าอาจเป็นเพราะเจ้านกกระจอกเทศมีมวลมากกว่านกชนิดอื่นจึง ทำให้มันเคลื่อนที่ได้ไม่เหมือนกับนกทั่วไปยังไงล่ะ

02 Problem & Question
มวลของวัตถุจะมีผลอย่างไรกับน้ำหนักและการเคลื่อนที่

03 Hypothesis
ถ้าวัตถุมีขนาดใหญ่จะมีมวลมาก เคลื่อนที่ได้ยาก ถ้าวัตถุมีขนาดเล็กจะมีมวลน้อยเคลื่อนที่ได้ง่าย
ตัวแปรต้น คือ วัตถุชนิดต่าง ๆ เช่น เม็ดโฟม ทราย ลูกปัด
ตัวแปรควบคุม คือ ขนาดของวัตถุ และขนาดของแรงที่ผลัก
ตัวแปรตาม คือ น้ำหนัก มวล และการเคลื่อนที่ของวัตถุ

04 Hands – On Activity

1. ให้นักเรียนนำวัตถุมา 3 ชนิดมาทำการทดลองดังนี้คือ
   1.1 นำเม็ดโฟม ทราย และลูกปัด มาใส่ลงในกล่อง 3 กล่อง
   1.2 ชั่งน้ำหนัก และมวลของทั้ง 3 กล่อง(กำหนดให้ มวล 1,000 กรัม = น้ำหนัก 1 นิวตัน)
2.  จากนั้นนำกล่องทั้ง 3 ใบ มาวางบนพื้นเรียบ และออกแรง เท่ากัน 3 ครั้ง ผลักกล่องไปด้านหน้าให้บันทึกระยะทางการเคลื่อนที่และหาค่าเฉลี่ยของกล่องทั้ง 3

05 Materials
1. กล่อง 3 ใบ 2. เม็ดโฟม 3. ทราย 4. ลูกปัด 5. ตาชั่ง

06 Data Collection

07 Analysis & Discussion

1. วัสดุชนิดใดที่มีมวลมากที่สุด…………………………………………… และมวลน้อยที่สุด……………………………………………………………..
2. วัสดุชนิดใดที่มีน้ำหนักมากที่สุด………………………………………และน้ำหนักน้อยที่สุด…………………………………………………………
3. วัสดุชนิดใดที่เคลื่อนที่ได้ง่ายที่สุด……………………………………และเคลื่อนที่ยากที่สุด…………………………………………………………
4. นักเรียนคิดว่าน้ำหนักของวัสดุมีผลกับการเคลื่อนที่หรือไม่เพราะเหตุใด……………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion

1. มวลคือ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. มวลมีผลต่อความยากง่ายในการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของวัตถุหรือไม่ ……………………………………………………………………………………………………………………………..
   เพราะเหตุใด ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3. วัตถุที่มีมวลมากจะเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ได้ [ ] ง่ายหรือ [ ] ยากกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย
4. จากข้อ 3 มวลยังหมายถึง………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..การเคลื่อนที่ของวัตถุนั้นด้วย

แนวความคิด : วัดน้ำหนักของวัตถุได้จากเครื่องชั่งสปริง
อุปกรณ์ :

1. สปริง
2. กระดาษลูกฟูก
3. ที่แขวน
4. สิ่งของต่าง ๆ

ภารกิจ :

1. ประดิษฐ์ตาชั่งสปริงจากตัวอุปกรณ์ที่มีให้จากนั้นนำไปทดลองชั่งเปรียบเทียบน้ำหนักของสิ่งของต่าง ๆ
2. โดยนำวัตถุ 4 ชนิด ที่ครูกำหนด และอีก 4 ชนิด ที่นักเรียนหาเองมาชั่งแล้วบันทึกผล (ว 2.2.2)

สามารถใช้ตาชั่งสปริงวัดน้ำหนัก [ ] ได้ [ ] ไม่ได้ และน้ำหนักมีหน่วยเป็น
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ถ้าวัตถุมีน้ำหนักน้อยสปริงจะเป็นอย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ถ้าวัตถุมีน้ำหนักมากสปริงจะเป็นอย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ขนาดของวัตถุมีผลกับน้ำหนักหรือไม่
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Investigate : ลิปดาอยากเล่นรถไฟเหาะในสวนสนุกเพราะเห็นรถไฟเหาะวิ่งด้วยความเร็วและโค้งไปตามรางดู น่าตื่นเต้น จึงคิดอยากจะนำวัสดุต่าง ๆมาประดิษฐ์ให้เป็นรถไฟเหาะของตนเอง

Missions :

1. ให้นักเรียนประดิษฐ์เครื่องเล่น Roller Coaster โดยออกแบบรางให้มีความยาวไม่น้อยกว่า 2 เมตร มีเนิน 1 เนิน และวงกลม 1 วง
2. แข่งขันโดยทีมใดใช้เวลาเคลื่อนที่น้อยที่สุดเป็นผู้ชนะ
3. ให้อภิปรายการออกแบบประโยชน์ของแรงโน้มถ่วง

Materials :

1. ท่อฉนวนยางผ่าครึ่งขนาด 2 เมตร
2. ลูกแก้ว
3. เทปกาว 1 ม้วน
4. ชุดประกอบไม้

Plan & Design
วางแผนและออกแบบรถไฟเหาะตามเงื่อนไขและให้ลูกแก้วเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดโดยลูกแก้วไม่หลุดออกจากราง

Building & Testing
ทดสอบจับเวลาในการเคลื่อนที่ของลูกแก้วและปรับเปลี่ยนเพื่อให้ใช้เวลาน้อยที่สุด โดยให้ตรงตามเงื่อนไขและลูกแก้วไม่หลุดออกจากราง

Evaluation & Redesign

1. รางรถไฟเหาะสามารถใช้งานได้ตามข้อกำหนดหรือไม่
2. นักเรียนพบปัญหาในการทำกิจกรรมนี้หรือไม่
3. เมื่อพบปัญหานักเรียนมีวิธีการแก้ไขปัญหาอย่างไร
4. Roller Coaster ที่สร้างขึ้นมาสามารถต่อยอดไปเป็นนวัตกรรมได้หรือไม่

เครื่องวัดมวลและปริมาตร