บทที่ 1 การวัดและการแปลความหมายข้อมูล
ระบบหน่วยระหว่างชาติ
ปริมาณทางฟิสิกส์
เป็นปริมาณที่สามารถวัดได้ด้วยเครื่องมือโดยตรงหรือโดยอ้อม เป็นปริมาณที่มีความหมายเฉพาะเจาะจงอย่างใดอย่างหนึ่งเช่น ปริมาตร
มวล น้ำหนัก ความเร็ว
ความดัน แรง กระแสไฟฟ้า
ความต่างศักย์ไฟฟ้า อุณหภูมิ เป็นต้น ปริมาณเหล่านี้จะต้องมีหน่วยกำกับจึงจะมีความหมายชัดเจน
เพื่อให้การใช้หน่วยเป็นมาตรฐานเดียวกันทั่วโลก
โดยเฉพาะในวงการทางวิทยาศาสตร์ องค์กรระหว่างชาติเพื่อการมาตรฐาน ( ISO : International Organization
for Standardization ) ได้กำหนดระบบหน่วยมาตรฐานที่เรียกว่า
ระบบหน่วยระหว่างชาติ
หรือ ระบบเอสไอ ( SI : Systeme Internationale ) ให้ทุกประเทศใช้เป็นมาตรฐาน
ระบบเอสไอ ประกอบด้วยหน่วยฐาน หน่วยอนุพันธ์
และหน่วยเสริม
หน่วยฐาน ( Base Units )
เป็นหน่วยหลักของเอสไอ
มี 7 หน่วย ได้แก่
ปริมาณ
|
หน่วย
|
สัญลักษณ์
|
ความยาว
|
เมตร
|
m
|
มวล
|
กิโลกรัม
|
kg
|
เวลา
|
วินาที
|
s
|
อุณหภูมิอุณหพลวัต
|
เคลวิน
|
K
|
กระแสไฟฟ้า
|
แอมแปร์
|
A
|
ปริมาณของสาร
|
โมล
|
mol
|
ความเข้มของการส่องสว่าง
|
แคนเดลา
|
cd
|
หน่วยอนุพัทธ์ ( Derived Units )
เป็นหน่วยที่มีหน่วยฐานหลายๆหน่วยมาประกอบกัน เช่น
ปริมาณ
|
หน่วย
|
สัญลักษณ์
|
ความเร็ว
|
เมตร/วินาที
|
m/s
|
ความเร่ง
|
เมตร/วินาที²
|
m/s²
|
แรง
|
นิวตัน
|
N
|
งาน
|
จูล
|
J
|
กำลัง
|
วัตต์
|
W
|
ความถี่
|
เฮิรตซ์
|
Hz
|
ความดัน
|
พาสคาล
|
Pa
|
หน่วยเสริม ( Supplimentary
Units ) มี 2 หน่วย คือ
1. เรเดียน
( Radian
: rad ) เป็นหน่วยวัดมุมในระนาบมุม
1 เรเดียน
คือ มุมที่จุดศูนย์กลางของวงกลมที่รองรับความยาวของส่วนโค้งที่มีความยาวเท่ากับรัศมี
มุมรอบจุดศูนย์กลางของวงกลมมีขนาด
2p
เรเดียน
2. สเตอเรเดียน ( Steradian :
sr ) เป็นหน่วยวัดมุมตันมุม
1 สเตอเรเดียน
คือ มุมที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมที่รองรับพื้นที่ผิวโค้งที่มีพื้นที่เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความยาวด้านเท่ากับรัศมี
มุมรอบจุดศูนย์กลางของทรงกลมมีขนาด
4p
สเตอเรเดียน
คำอุปสรรค
(Prefixes
)
เมื่อคำในหน่วยฐานหรือหน่วยอนุพัทธ์น้อยหรือมากเกินไป เราอาจเขียนคำนั้นให้อยู่ในรูป ตัวเลข คูณด้วย ตัวพหุคูณ ( ตัวพหุคูณ คือ
เลขสิบยกกำลังบวกหรือลบ) ได้
คำอุปสรรค (ไทย)
|
คำอุปสรรค (อังฤษ)
|
จำนวน
|
สัญลักษณ์
|
เอกซะ
|
Exa
|
1018
|
E
|
เพตะ
|
Peta
|
1015
|
P
|
เทอรา
|
Tera
|
1012
|
T
|
จิกะ
|
Giga
|
109
|
G
|
เมกะ
|
Mega
|
106
|
M
|
กิโล
|
Kilo
|
103
|
k
|
เฮกโต
|
Hector
|
102
|
h
|
เดคะ
|
Deka
|
101
|
dk หรือ
da
|
เดซิ
|
Deci
|
10-1
|
d
|
เซนติ
|
Centi
|
10-2
|
c
|
มิลลิ
|
Milli
|
10-3
|
m
|
ไมโคร
|
Micro
|
10-6
|
µ
|
นาโน
|
Nano
|
10-9
|
n
|
พิโค
|
Pico
|
10-12
|
p
|
เฟมโต
|
Femto
|
10-15
|
f
|
อัตโต
|
Atto
|
10-18
|
a
|
Ex. จงแปลงจาก 9
นาโนเมตร(nm) ให้เป็น จิกะเมตร(Gm)
Ex. ระยะทาง 100
กิโลเมตร(km) มีค่ากี่มิลลิเมตร(mm)
Ex. เครื่องบินลำหนึ่งบินด้วยความเร็ว
108 กิโลเมตรต่อชั่วโมง(km/hr) คิดเป็นอัตราเร็วเท่าใดในหน่วยเมตรต่อวินาที(m/s)
Trick : ดังนั้น การแปลงกิโลเมตรต่อชั่วโมง ==> เมตรต่อวินาที
ก็ให้นำ 5/18 มาคูณ
เช่นเดียวกัน การแปลงเมตรต่อวินาที ==> กิโลเมตรต่อชั่วโมง ก็ให้นำ 18/5 มาคูณ
เช่นเดียวกัน การแปลงเมตรต่อวินาที ==> กิโลเมตรต่อชั่วโมง ก็ให้นำ 18/5 มาคูณ
*ข้อควรจำ 
เลขนัยสำคัญ
เลขนัยสำคัญ คือ ตัวเลขที่เกิดจากการวัด
จะมีทั้งค่าจริงและค่าประมาณ
1.
เลข 1 ถึง 9 ให้นับเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
45 มีเลขนัยสำคัญ
2 ตัว
548 มีเลขนัยสำคัญ
3 ตัว
656.54 มีเลขนัยสำคัญ
5 ตัว
2.
เลข 0 อยู่ระหว่างตัวเลข(1-9) ให้นับเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
3005 มีเลขนัยสำคัญ
4 ตัว
50.005 มีเลขนัยสำคัญ
5 ตัว
8.0002 มีเลขนัยสำคัญ
5 ตัว
3.
เลข 0 อยู่หลังตัวเลข(1-9) และมีจุดทศนิยมให้นับเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
4.0 มีเลขนัยสำคัญ
2 ตัว
180.03 มีเลขนัยสำคัญ
5 ตัว
801 มีเลขนัยสำคัญ
3 ตัว
4.
เลข 0 อยู่ด้านซ้ายมือของตัวเลขไม่นับเป็นเลขนัยสำคัญ
007 มีเลขนัยสำคัญ
1 ตัว
0.035 มีเลขนัยสำคัญ
2 ตัว
0.004004500 มีเลขนัยสำคัญ 7 ตัว
5. ไม่นับเป็นเลขนัยสำคัญ
ตัวอย่างการนับเลขนัยสำคัญ
Ex. 0.00000008 มีเลขนัยสำคัญกี่ตัว
ตอบ 1
ตัว
Ex. 82.0054 มีเลขนัยสำคัญกี่ตัว
ตอบ 6
ตัว
Ex. 0.503 มีเลขนัยสำคัญกี่ตัว
ตอบ
3 ตัว
การบวก(
+ )ลบ( - ) เลขนัยสำคัญ
==> ในการบวกลบเลขนัยสำคัญ
เมื่อบวกลบเสร็จแล้ว จะคงเหลือจำนวนเลขทศนิยมไว้ให้เท่ากับจำนวนเลขทศนิยมตัวน้อยที่สุด (ให้ดูทั้งหมดทุกตัวนะ) เช่น
3.035 + 5.2 + 8.09
= 16.325 ==> ตอบ
16.3 (ตอบตามจุดทศนิยมน้อยที่สุด)
405 + 7.12 +
98.003 = 510.123 ==> ตอบ 510 (ตอบตามจุดทศนิยมน้อยที่สุด)
การบวกเลขนัยสำคัญ
การคูณ
หาร เลขนัยสำคัญ
==> ในการคูณหารเลขนัยสำคัญ
เมื่อคูณหารเสร็จแล้ว จะคงเหลือจำนวนเลขทศนิยมไว้ให้เท่ากับจำนวนเลขนัยสำคัญตัวน้อยที่สุด (ให้ดูทั้งหมดทุกตัวนะ) เช่น
62.5 คูณด้วย 0.073
= 4.562 ==> ตอบ 4.6
(ตอบตามเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด โดยดูทุกตัว)
0.024 หารด้วย 0.006
= 4 ==> ตอบ 4
(ตอบตามเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด โดยดูทุกตัว)
ความไม่แน่นอนของการวัด
ในการวัดปริมาณต่างๆ
ด้วยเครื่องมือ เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการทดลอง ย่อมไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ
โดยทั่วไปจะมีความผิดพลาด(Error) หรือความคลาดเคลื่อนอยู่เสมอ
จากรูปอ่านค่าได้
0.1
cm คือ ค่าความคลาดเคลื่อน ที่มีทั้งค่าบวก และค่าลบ
ดังนั้นในการวัดหลายๆปริมาณความคลาดเคลื่อนก็ย่อมเพิ่มมากขึ้นด้วย ดังนั้นเราจึงมีวิธีคำนวณหาความไม่แน่นอนในการวัดดังนี้ สมมติให้ความไม่แน่นอนเกิดจากสองปริมาณ คือ ปริมาณ x และปริมาณ y จะได้ดังนี้
การหาความคลาดเคลื่อนของผลลัพธ์ ที่เกิดจากการบวกลบ คูณหาร
การบวก
การลบ
* การบวกลบ ค่าความคลาดเคลื่อนบวกกันเสมอ
การคูณ
การหาร
* การคูณหาร ค่าความคลาดเคลื่อนบวกกันเสมอ
ตัวอย่างการคำนวณค่าความไม่แน่นอนในการวัด
Ex. ต้าร์มีเชือกยาวเท่ากับ
นำเชื่อกมาต่อกับเตยที่มีความยาวเชือก 
จงหาผลรวมของความยาวเชือกทั้งหมด
วิธีทำ
จากโจทย์
นำเชื่อกมาต่อกับเตยที่มีความยาวเชือก จงหาผลรวมของความยาวเชือกทั้งหมด
วิธีทำ
จากโจทย์
ดังนั้น จึงใช้สูตร ผลบวก
Ans.
Ex. จงคำนวณหาความหนาแน่นของโลหะทองแดงที่มีมวล
และมีปริมาตร 
และมีปริมาตร
วิธีทำ
จากโจทย์ ให้หาความหนาแน่น
โดยความหนาแน่น(
p )
จากโจทย์ เรามี
ดังนั้น จึงใช้สูตร ผลหาร
Ans.
https://kruaumpan.wordpress.com /ฟิสิกส์-ม-ปลาย/หน่วยเอสไอ/
http://physicstool.blogspot.com/2013/08/significant.html
https://th.wikipedia.org/wiki/คำอุปสรรคเอสไอ
http://physicstool.blogspot.com/2013/08/prefixes.html
.png){kind=link}
.png){kind=link}
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น