ห้ามลบ ขอให้เจ้าของผลงานประกวด แก้ไขข้อมูลได้จนถึงวันที่ 31 ธันวาคม 2551 เวลา 23.30 น.
หากเลยกำหนดเวลาดังกล่าวแล้ว ท่านเข้ามาแก้ไขข้อมูล ถือว่าโมฆะในการพิจารณาได้รับรางวัล
ซึ่งระบบของ Thaigoodview สามารถตรวจสอบได้ว่า ผลงานแต่ละชิ้น มีการแก้ไขเวลาใดบ้าง
ครูพูนศักดิ์ สักกทัตติยกุล

.....งาน ( work ).....

งานคืออะไร

          หลังที่พายุหิมะสงบลง รถยนต์ของเพื่อนบ้านได้ติดอยู่ในกองหิมะ นักเรียนช่วยขุดหิมะบางส่วนออกแล้วพยายามดันรถไปข้างหลัง ในขณะที่เพื่อนบ้านพยายามที่จะขับรถให้เคลื่อนออกจากกองหิมะ แต่ล้อรถกลับหมุนอยู่กับที่ และส่งเสียงดัง ถึงแม้ว่านักเรียนจะพยายามออกแรงผลักสักเท่าไรก็ตาม รถก็ไม่เคลื่อนที่ นักเรียนเองก็แทบจะหมดแรง หลังจากสิบนาทีแห่งความพยายามผ่านไป รถก็ยังคงติดอยู่ในกองหิมะ งานที่นักเรียนทำไปนั้นถือว่าค่อนข้างหนัก เพราะนักเรียนได้ออกแรงไปมากในการขุดหิมะ และผลักรถ แต่นักเรียนอย่าประหลาดใจ เมื่อพบว่าในทางวิทยาศาสตร์ นักเรียนไม่ได้ทำงานให้กับรถยนต์เลยแม้แต่น้อย

ต้องเป็นแรงในทิศเดียวกันเท่านั้นจึงจะเกิดงาน

     ในขณะที่นักเรียนแบกหนังสือที่หนักไปโรงเรียน นักเรียนอาจคิดว่างานที่นักเรียนทำต้องมีค่ามาก แต่จริงๆ แล้วไม่มีงานเกิดขึ้นเลย เพราะงานจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อแรงที่นักเรียนออกอยู่ในแนวเดียวกันกับทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุ ในขณะที่นักเรียนถือวัตถุแล้วเดินไปด้วยความเร็วที่คงที่ แรงที่นักเรียนออกอยู่ในทิศขึ้น เพื่อยึดวัตถุไว้ไม่ให้ตกลงมา แต่วัตถุเคลื่อนที่ไปในแนวระดับ เนื่องจากแรงอยู่ในแนวดิ่ง แต่การเคลื่อนที่อยู่ในแนวระดับ จึงถือว่าไม่มีงานเกิดขึ้น ในขณะที่นักเรียนถือวัตถุนั้นไว้

     นักเรียนทำงานมากขนาดไหนเมื่อดึงกระดานเลื่อน ในขณะที่นักเรียนดึงกระดานเลื่อน นักเรียนดึงเชือกในแนวทำมุมกับพื้นดิน ดังนั้นแรงของนักเรียนจึงมีทั้งส่วนที่อยู่ในแนวระดับ (ไปทางขวา) และส่วนที่อยู่ในแนวดิ่ง (ขึ้นข้างบน) การออกแรงดึงในลักษณะนี้ จะมีแรงส่วนหนึ่งเท่านั้นที่ถูกใช้ในการทำงาน ซึ่งก็คือแรงส่วนที่มีทิศเดียวกันกับทิศการเคลื่อนที่ของกระดานเลื่อน แรงส่วนที่เหลือไม่ได้ช่วยในการดึงเลย

นักเรียนจะพบว่าแรงที่นักเรียนออกมีประสิทธิภาพดีกว่า เมื่อขนาดของมุมที่นักเรียนผลักหรือดึงวัตถุลดลง ดังนั้นนักเรียนควรออกแรงให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ในทิศทางเดียวกันกับทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุเพื่อให้การทำงานมีประสิทธิภาพสูง นักเรียนสามารถนำวิธีนี้ไปใช้เวลากวาดกองขยะ กองใบไม้ หรือดูดฝุ่นบนพื้น

คำนวณผลหางาน

     นักเรียนคิดว่าการกระทำใดต่อไปนี้ ได้งานมากกว่ากัน ระหว่างการยกกระถางต้นไม้ที่หนัก 100 นิวตัน ขึ้นสูง 1 เมตรจากพื้น กับการยกต้นไม้หนัก 200 นิวตัน ขึ้นระดับสูงเท่ากัน และระหว่างงานที่ทำในการยกต้นไม้จากพื้นไปไว้บนรถเข็น กับการยกต้นไม้จากพื้นไปยังชั้นบนสุดของตึก ในความรู้สึกของนักเรียน นักเรียนอาจคิดว่า การยกวัตถุที่หนักต้องออกแรงมากกว่าจึงได้งานมากกว่ากการยกวัตถุที่เบา และถ้าทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่า จะต้องทำงานมากกว่า การทำให้วัตถุเคลื่อนที่ระยะทางสั่นกว่า ซึ่งก็เป็นจริงในทั้งสองกรณี ปริมาณงานที่นักเรียนทำ ขึ้นกับขนาดของแรงที่นักเรียนออก และระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ ซึ่งเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

งาน     =     แรง   x     ระยะทาง

ปริมาณงานสามารถหาได้จากผลคูณระหว่างแรงที่กระทำต่อวัตถุกับระยะทาง

 เชื่อมโยงกับคณิตศาสตร์

     หน่วยของแรงที่ใช้กันคือ นิวตัน และหน่วยของระยะทางคือ เมตร ดังนั้นหน่วย SI ของงานก็คือ  นิวตัน x เมตร
(นิวตัน.เมตร) หรือเราเรียกว่า จูล เพื่อเป็นเกียรติให้แก่ เจมส์ เพรสก็อต จูล นักฟิสิกส์ผู้ศึกษาเรื่องงานในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 18 หนึ่งจูล (Joule) คือ ปริมาณของงานที่ทำเมื่อออกแรง 1 นิวตัน เพื่อทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ไกล 1 เมตร 
โดยการใช้สูตร นักเรียนสามารถเปรียบเทียบปริมาณงานที่เกิดขึ้นในการยกต้นไม้ในลักษณะต่างๆ ได้ เมื่อนักเรียนยกวัตถุขึ้นด้วยอัตราเร็วคงที่ แรงที่นักเรียนออกในทิศขึ้นจะต้องเท่ากับน้ำหนักของวัตถุ ในการยกต้นไม้ต้นแรก นักเรียนต้อองออกแรง 100 นิวตัน และถ้านักเรียนต้องยกต้นไม้นี้ขึ้นสูง 1 เมตร นักเรียนจะทำงาน 100 นิวตัน x 1 เมตร หรือ 100 จูล แต่ในการยกต้นไม้ที่หนักกว่า นักเรียนจะต้องออกแรง 200 นิวตัน ดังนั้นปริมาณงานที่ทำคือ 200 นิวตัน x 1 เมตร หรือ 200 จูล นั่นคือนักเรียนจะต้องทำงานมากกว่าในการเคลื่อนย้ายวัตถุที่หนักกว่า

ทบทวน

1. เมื่อนักเรียนออกแรง จำเป็นหรือไม่ว่าต้องมีงานเกิดขึ้นเสมอไป อธิบาย

2. เขียนสูตรที่ใช้ในการคำนวณหางาน

3. ให้เปรียบเทียบปริมาณงานที่ทำเมื่อออกแรง 2 นิวตัน แล้วทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ 3 เมตร กับงานที่ทำเมื่อออกแรง 3 นิวตัน แล้วทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ 2 เมตร

4. คิดอย่างมีเหตุผล ประยุกต์ใช้แนวคิด ถ้าต้องยกกระป๋องสี ขนาดหนึ่งแกลลอนห้ากระป๋องจากชั้นใต้ดินไปยังชั้นที่สองของบ้าน งานที่ทำในการยกกระป๋องทุกใบขึ้นมาพร้อมกัน (ถ้าทำได้) จะมากกว่างานที่ทำโดยการยกกระป๋องขึ้นมาทีละใบจนครบทั้งห้าใบหรือไม่ อธิบาย