โปรแกรมสื่อการเรียนการสอนวิชาฟิสิกส์ 2 (ว30202) เรื่อง งานและพลังงาน โดยใช้การจำลองสถานการณ์แบบมีปฏิสัมพันธ์ (Interactive Simulations) และโปรแกรม SCILAB นี้ เป็นซอฟต์แวร์ที่จัดทำขึ้นเพื่อช่วยให้การเรียนรู้ทางฟิสิกส์ให้เข้าใจง่ายและ ไม่น่าเบื่อ โดยกลุ่มเป้าหมาย คือ มุ่งเน้นให้นักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย คือ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 – 6 ที่ต้องเรียนฟิสิกส์ทั้งในกลุ่มวิชาพื้นฐานและวิชาเพิ่มเติม ซึ่งโปรแกรมนี้มีลักษณะการโต้ตอบกับผู้ใช้งาน (Interactiv) เพื่อให้ผู้ใช้งานมีทักษะการคำนวณด้วยโปรแกรม SCILAB อย่างง่าย และสามารถนำความรู้ที่ได้ไปใช้ในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ต่อไป

1. ครูยุพวรรณ ตรรตนวชชา  โรงเรียนกระแชงวทยา  yupawon@hotmail.com
คูมือโปรแกรมสื่อการเรียนการสอนวิชาฟิ สิกส์ 2 (ว30202) เรื่อง งานและพลังงาน
่
ีั ์ิ
คู่มือโปรแกรมสื่อการเรียนการสอนวิ ชาฟิ สิกส์ 2(ว30202)
เรื่องงานและพลังงาน
โดยใชการจาลองสถานการณ์แบบมีปฏิสมพันธ์
้ ํ ั
(INTERACTIVE SIMULATIONS) และโปรแกรม SCILAB
ิ
ในปจจุบันการเรียนการสอน จะเนนใหนักเรียนเปนศูนยกลาง
ในการศึกษาคนควาขอมูลดวยตนเอง ซึ่งอาจจะเรียนรูจากสื่อตางๆ เชน ซีดี
สื่อการเรียนการสอนผานโทรทัศนและเครือขายดาวเทียม สื่อการเรียนการสอน
ผานเครือขายอินเตอรเน็ต (E-leaning) เปนตน โดยโปรแกรมสื่อการเรียนการ
สอนวิชาฟสิกส 2 (ว30202) เรื่อง งานและพลังงาน โดยใชการจําลองสถานการณ
แบบมีปฏิสัมพันธ (Interactive Simulations) และโปรแกรม SCILAB นี้
เปนซอฟตแวรที่จัดทําขึ้นเพื่อชวยใหการเรียนรูทางฟสิกสใหเขาใจงายและ
ไมนาเบื่อ โดยกลุมเปาหมาย คือ มุงเนนใหนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย
คือ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปที่ 4 – 6 ที่ตองเรียนฟสิกสทั้งในกลุมวิชาพื้นฐานและ
วิชาเพิ่มเติม ซึ่งโปรแกรมนี้มีลักษณะการโตตอบกับผูใชงาน (Interactiv) เพื่อให
ผูใชงานมีทักษะการคํานวณดวยโปรแกรม SCILAB อยางงาย และสามารถนํา
ความรูที่ไดไปใชในการแกปญหาทางฟสิกสตอไป
โปรแกรมสื่อการเรียนการสอนนี้พัฒนาขึ้นโดยใช Interactive
Simulations การจําลองสถานการณแบบมีปฏิสัมพันธ เปนแบบที่ยอมใหผูเรียน
ไดควบคุมระบบและสังเกตการเปลี่ยนแปลงองคประกอบ ภายในที่มีผลตอการ
เปลี่ยนแปลงทั้งหมด ผูเรียนมีสวนรวมกับการจําลองสถานการณที่เปลี่ยนแปลง
นั้น จากเว็บไซด http://phet.colorado.edu ซึ่งพัฒนาโดยกลุมนักวิจัย
โครงการ PhET ของ University of Colorado ประเทศสหรัฐอเมริการ เปน
ซอฟแวรที่รันบน java และเปนซอฟแวรที่ใชฟรี ไมเสียเงินคาลิขสิทธิ์ของ
ซอฟแวร สวนโปรแกรม SCILAB เปนโปรแกรมภาษาขั้นสูงที่ถูกพัฒนาขึ้นโดย
ความรวมมือกันระหวางนักวิจัยจากสถาบัน Institut National De Recherche
En Informatique Et En Automatique (INRIA) และ École nationale des
ponts et chausses (ENPC) ประเทศฝรั่งเศส ตั้งแตป ค.ศ. 1990 โดยมี
จุดมุงหมายเพื่อใชในการคํานวณเชิงตัวเลขและแสดงผลกราฟที่ซับซอน
นอกจากนี้โปรแกรม SCILAB ยังเปนโปรแกรมที่ใหฟรี (ไมตองเสียเงินคาลิขสิทธิ์

2. 2
ซอฟตแวร) ผูอานสามารถดาวนโหลดไดจาก http://www.scilab.org สําหรับสื่อการเรียนการสอน
ในคูมือโปรแกรมสื่อการเรียนการสอนวิชาฟสิกส 2 (ว30202) เรื่องงานและพลังงาน โดยใชการจําลอง
สถานการณแบบมีปฏิสัมพันธ (Interactive Simulations) และโปรแกรม SCILAB มีดังนี้
• พลังงานศักยยืดหยุน
• พลังงานศักยโนมถวง
• พลังงานจลน
• กฎการอนุรักษพลังงาน
ระบบที่แนะนํา
ฮารดแวร (Hardware)
รายการ คําอธิบาย
CPU Pentium 1.6 GHz ขึ้นไป
RAM 512 MB ขึ้นไป
Hard Disk ตองมีพื้นที่เหลือมากกวา 1 GB
VGA 64 MB ขึ้นไป
Operating System Windows XP Service Pack 2
ซอฟแวร (Software)
รายการ คําอธิบาย
SCLLAB 5.4.0 เวอรชันนี้หรือสูงกวา
Sun Java 1.5.0_15 เวอรชันนี้หรือสูงกวา
วิธีการใฃสื่อการเรียนการสอนวิชาฟสิกส 2 (ว30202) เรื่อง งานและพลังงาน โดยใชการจําลอง
สถานการณแบบมีปฏิสัมพันธ (Interactive Simulations) และโปรแกรม SCILAB ดังนี้
1. ขั้นตอนการติดตั้งโปรแกรมสื่อการเรียนการสอนวิชาฟสิกส 2 (ว30202) เรื่อง งานและ
พลังงาน ติดตั้งโปรแกรม Sun Java 1.5.0_15 โดยกอนการเริ่มติดตั้งควรปดโปรแกรมอื่นๆกอนแลว
คอยติดตั้ง

3. 3
1.1 ติดตั้ง Sun Java 1.5.0_15 โดยการดับเบิ้ลคลิกที่ j2re-1_3_1_18-windows-i586-
i.exe ดังภาพที่ 1
ภาพที่ 1 แสดงโปรแกรมติดตั้ง Sun Java 1.5.0_15
1.2 โปรแกรมจะแสดงหนาตางการติดตั้ง ใหทําการคลิกปุม Accept เพื่อทําการติดตั้ง
ภาพที่ 2 แสดงหนาตางเริ่มตนการติดตั้งโปรแกรม
1.3 เมื่อติดตั้งตั้งโปรแกรมเรียบรอยจะเปนดังภาพที่ 3

4. 4
ภาพที่ 3 แสดงหนาตางการสิ้นสุดการติดตั้งโปรแกรม Sun Java 1.5.0_15
1.4 เปดไฟล mass-spring-lab_en.jar เพื่อดู Interactive Simulations
(แบบจําลองสถานการณที่มีปฏิสัมพันธ) เกี่ยวกับพลังงานศักยยืดหยุนโดยจะรันบนเว็บบราวเซอรที่มี
ในเครื่องคอมพิวเตอรนั้น เชน IE (Internet Explorer) ดังภาพที่ 4
ภาพที่ 4 แสดงหนาตาง Interactive Simulations เกี่ยวกับพลังงานศักย

5. 5
1.5 รายละเอียดเกี่ยวกับการใช Interactive Simulations มีดังนี้
5
3
6
7
9
2
1
8
4
10
13 11
12
ภาพที่ 5 แสดงรายละเอียดปุมปรับคาพารามิเตอร Interactive Simulations
1 คือ ไมบรรทัดสําหรับวัดระยะที่สปริงยืดได
2 คือ เสนอางอิง
3 คือ สปริงที่ใชสําหรับการทดลอง มี จํานวน 3 อัน
4 คือ ตุมน้ําหนักที่ทราบคา (มีเลขกํากับ) ตุมน้ําหนักที่ไมทราบคา (ที่มีสี)
5 คือ ปุมปรับแรงเสียดทาน
6 คือ ปุมปรับคานิจของสปริง
7 คือ ปุมแสดงคาพลังงาน
8 คือ ปุมเลือกชวงการหนวงของเวลา

6. 6
9 คือ ปุมเลือกคา g
10 คือ ปุมแสดงเวลา
11 คือ ปุมควบคุมการปด/เปดเสียง
12 คือ แสดงวิธีการใช
13 คือ แสดงผูพัฒนาโปรแกรม
1.6 ทําการปรับเลื่อนปุมที่ 5 (friction) คาแรงเสียดทาน โดย none ไมมีแรงเสียดทาน lots
แรงเสียดทานมาก ดังภาพที่ 6
ภาพที่ 6 แสดงปุมคาแรงเสียดทาน
1.7 ทําการปรับเลื่อนปุมที่ 6 (softness spring 3) ปุมปรับคานิจของสปริง โดย soft คานิจ
ของสปริงนอย hard คานิจของสปริงนอย ดังภาพที่ 7
ภาพที่ 7 แสดงปุมปรับคานิจของสปริง
1.8 ทําการเลือกปุมแสดงกราฟพลังงาน 1 คือ สปริงตัวที่ 1 , 2 คือ สปริงตัวที่ 2 ,
3 คือ สปริงตัวที่ 3 No show คือไมแสดงกราฟ ดังภาพที่ 8

7. 7
ภาพที่ 8 ปุมเลือกแสดงกราฟคาของพลังงาน
1.9 เลือกปรับชวงเวลาในการแสดงผล โดย ปุม real time คือ เวลาจริง ¼ time คือ หนวง
เวลา ¼ เทาของเวลาจริง 1/16 time คือ หนวงเวลา 1/16 เทาของเวลาจริง pause คือ หยุดเวลา
ภาพที่ 9 ปุมเลือกชวงเวลาในการแสดงผล
1.10 เลือกปรับคา g แรงโนมถวง โดยมีปุมใหเลือก ดังนี้ Jupiter คือ คา g บนดาวจูปเตอร
Moon คือ คา g บนดวงจันทร Earth คือ คา g บนโลก Planet X คือ คา g บนดาว X และปุม g = 0
ดังภาพที่ 10
ภาพที่ 10 ปุมปรับคา g แรงโนมถวง
1.11 เลือกแสดงนาฬิกาจับเวลา (Stopwatch) และเสียงประกอบในการจําลองสถานการณ
(Sound) โดยการคลิกที่ปุม ดังภาพที่ 11 คือ เลือกใหมีเสียงขณะทําการทดลอง
ภาพที่ 11 ปุมเลือกแสดงนาฬิกาและเสียง

8. 8
1.12 ปุมวิธีการใช (Show Help) เมื่อคลิกที่ปุมนี้แลวจะแสดงวิธีการใช ดังภาพที่ 13
ภาพที่ 12 ปุม Show Help
ภาพที่ 13 แสดงวิธีการใชแบบจําลองสถานการณ
1.13 ทําการทดลอง สังเกตสถานการณจําลอง แลวบันทึกผลการทดลอง สรุปและอภิปรายการ
ทดลองตอไป
1.14 เปดไฟล energy-skate-park-basics_en.jar เพื่อดู Interactive Simulations
(แบบจําลองสถานการณที่มีปฏิสัมพันธ) เกี่ยวกับพลังงานศักยโนมถวง พลังงานจลย พลังงานความ
รอน และกฎการอนุรักษพลังงาน เครื่องคอมพิวเตอรจะทําการรันโปรแกรม ดังภาพที่ 14 เมื่อรัน
โปรแกรมเรียบรอยแลวจะได Interactive Simulations ดังภาพที่ 15

9. 9
ภาพที่ 14 แสดงการรันโปรแกรม ไฟล energy-skate-park-basics_en.jar
ภาพที่ 15 Interactive Simulations ไฟล energy-skate-park-basics_en.jar

10. 10
1.15 รายละเอียดเกี่ยวกับการใช Interactive Simulations มีดังนี้
1
2 4
3
5
ภาพที่ 16 แสดงรายละเอียดเกี่ยวกับการใช Interactive Simulations
แถบเมนูบารมี 3 แถบ คือ
o Introduction คือ เมนูที่แสดงสถานการณจําลองการเลนสเก็ตบอรดบน
รางพื้นที่ไมมีแรงเสียดทาน
o Friction คือ เมนูที่แสดงสถานการณจําลองการเลนสเก็ตบอรดบนรางพื้นที่
มีแรงเสียดทาน
o Track Playground คือ เมนูที่แสดงสถานการณจําลองการเลนสเก็ตบอรด
บนรางพื้นที่ผูทําการทดลองกําหนดรางทดลองไดเอง
2 รางพื้นสเก็ตบอรดมีใหเลือกจํานวน 3 ราง ดังภาพที่ 17
3 พื้นที่ฉากหลัง
4 เมนูในการเลือกแสดงผลมี 7 เมนูดวยกัน ดังภาพที่ 18 ดังนี้
o Bar Graph คือ การแสดงกราฟแทงคาของพลังงาน
ภาพที่ 17 แสดงรางพื้นสเก็ตบอรด

11. 11
o Pie Chat คือ การแสดงแผนภูมิวงกลมคาของพลังงาน
o Gird คือ การแสดงเสนตาราง
o Speed คือ การแสดงความเร็วในการเคลื่อนที่
o Skeater Mass คือ การปรับเลือกมวลของผูเลนสเก็ตบอรด ถาปรับเลื่อนมา
ทางขวามือ (Small) คือ มวลนอย ถาปรับไปทางซายมือ (Large) คือ มวลมาก
o Return Skater คือ การใหนักเลนสเก็ตบอรดเริ่มตนใหม
o Reset All คือ การเริ่มตน Interactive Simulations ใหม
ภาพที่ 18 แสดงเมนูในการเลือกแสดงผล
5 เมนูในการแสดงผลการเคลื่อนที่ของนักสเก็ตบอรด ดังภาพที่ 19 ดังนี้
o Slow Motion คือ แสดงผลการเคลื่อนที่แบบชาๆ
o Normal คือ แสดงผลการเคลื่อนที่แบบปกติ
o ปุมแสดงผลการทดลอง
o ปุมหยุดการทดลอง
o ปุมรีเพลยไปขางหนา

12. 12
ภาพที่ 19 เมนูในการแสดงผลการเคลื่อนที่ของนักสเก็ตบอรด
1.16 ตัวอยางการเลือกปรับปุม เมนูตางๆ เชน เลือกใหแสดงแผนภูมิกราฟแทง แผนภูมิวงกลม
แสดงเสนตาราง แสดงความเร็วในการเคลื่อนที่ และเลื่อนปรับใหนักสเก็ตบอรดมีมวลมากที่สุด จะได
ดังภาพที่ 20
ภาพที่ 20 แสดงผลลัพธการเลือกเมนูตางๆ ตามขอ 1.16
1.17 ตัวอยางการเลือกปรับปุม เมนูตางๆ ในเมนูบารที่ 2 (Friction) กรณีรางพื้นมี
แรงเสียดทาน เชน เลือกรางพื้นแบบที่ 3 และเลือกใหแสดงแผนภูมิกราฟแทง แผนภูมิวงกลม
แสดงเสนตาราง แสดงความเร็วในการเคลื่อนที่ และเลื่อนปรับใหรางพื้นสเก็ตบอรดมีแรงเสียดทาน
เล็กนอย จะไดดังภาพที่ 21

13. 13
ภาพที่ 21 แสดงผลลัพธการเลือกเมนูตางๆ ตามขอ 1.17
1.18 ตัวอยางการเลือกปรับปุม เมนูตางๆ ในเมนูบารที่ 3 (Track Playground) กรณีกําหนด
รางพื้นเอง โดยการคลิกที่ Tracks แลวลากมายังบริเวณพื้นที่ฉากหลัง (3) แลวกําหนดรางพื้นที่การ
เลนสเก็ตบอรดตามที่ตองการ ปรับ/เลื่อนปุมตามที่ตองการ เชน เลือกใหแสดงแผนภูมิกราฟแทง
แผนภูมิวงกลม แสดงเสนตาราง แสดงความเร็วในการเคลื่อนที่ และเลื่อนปรับใหรางพื้นสเก็ตบอรด
ไมมีแรงเสียดทาน จะไดดังภาพที่ 22

14. 14
ภาพที่ 22 แสดงผลลัพธการเลือกเมนูตางๆ ตามขอ 1.18
1.19 ทําการทดลอง สังเกตสถานการณจําลอง แลวบันทึกผลการทดลอง สรุปและอภิปราย
การทดลองตอไป
2. ขั้นตอนการติดตั้งโปรแกรมสื่อการเรียนการสอนวิชาฟสิกส 2 (ว30202) เรื่อง งานและ
พลังงาน ติดตั้งโปรแกรม SCLLAB 5.4.0 โดยกอนการเริ่มติดตั้งควรปดโปรแกรมอื่นๆกอนแลว
คอยติดตั้ง
2.1 ดับเบิลคลิกที่ เพื่อทําการติดตั้งโปรแกรม SCLLAB 5.4.0
2.2 เลือกภาษาในการแสดงผล ในที่นี้ใหเลือก English แลวคลิกที่ปุม OK ดังภาพที่ 23
ภาพที่ 23 เลือกภาษาในการแสดงผล

15. 15
2.3 เมื่อโปรแกรมรันแลว จะมีเงื่อนไขของซอฟแวรปรากฏ ใหคลิกยอมรับเงื่อนไข (I aceept
the agreement) แลวคลิกที่ปุม Next ดังภาพที่ 24
ภาพที่ 24 แสดงการยอมรับเงื่อนไขในการรันโปรแกรม SCLLAB 5.4.0
2.4 เครื่องจะทําการรันโปรแกรม ดังภาพที่ 25 และรันโปรแกรมเสร็จสมบูรณเรียบรอย
ดังภาพที่ 26

16. 16
ภาพที่ 25 แสดงผลการรันโปรแกรม SCLLAB 5.4.0
ภาพที่ 26 รันโปรแกรมเสร็จสมบูรณเรียบรอย

17. 17
2.5 เปดโปรแกรม SCLLAB 5.4.0
ภาพที่ 27 แสดงหนาตางในการทํางานของโปรแกรม SCLLAB 5.4.0
2.6 เขียนคําสั่งตามขอมูลที่ไดจากการทดลองกิจกรรมที่ 1 การทดลอง เรื่องความสัมพันธระหวาง
ขนาดของแรงที่ใชดึงสปริงกับระยะทางที่สปริงยืดออก จะไดผลลัพทดังภาพที่ 28
-->x=0:1:7;
-->k=0.95;
-->y=k*x;
-->plot(x,y);
-->xset("font",5,4);
-->xset("thickness",3);
-->xtitle('LAB1','Distance(cm)','Force(N)')

18. 18
ภาพที่ 28 แสดงผลลัพทที่ไดจากการกิจกรรมการทดลองที่ 1
2.7 คํานวณหางานที่เกิดขึ้นและพลังงานศักยยืดหยุนในสปริงไดโดยการเขียนคําสั่งลงใน
โปรแกรม SCLLAB 5.4.0 จะไดงานที่เกิดขึ้นเทากับ 23.1 จูล และพลังงานศักยยืดหยุนในสปริงเทากับ
23.1 จูล ดังภาพที่ 29 และคําสั่งในการรันโปรแกรม คือ
-->x=7;
-->y=6.6;
-->w=(1/2)*x*y
w = 23.1
-->E=w
E = 23.1

19. 19
ภาพที่ 29 แสดงผลลัพทที่ไดจากการคํานวณหางานและพลังงานศักยยืดหยุน
2.8 สามารถคํานวณหาปริมาณตางๆทางฟสิกสและคํานวณแกสมการคณิตศาสตรได
โดยศึกษาเพิ่มเติมไดที่ http://home.npru.ac.th/piya/webscilab/download.php (ปยะ โควิ
นททวีวัฒน. ผศ.ดร. มหาวิทยาลัยราชภัฎนครปฐม)