2. สารบัญ
PAT 3 ความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT E L E C T R I C I T Y 3
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT M E C H A N I C S 7
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT F L U I D 11
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT H E A T 12
จํานวนเชิงซŒอน และสมการพหุนาม 19
แนวขŒอสอบป‚ล‹าสุด 21
ความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร (PAT 3) 23
SERIES 1 วิศวกรรมพลังงาน และเชื้อเพลิง 26
SERIES 2 ระบบเฟ„อง 28
SERIES 3 วิศวกรรมยานยนต 30
SERIES 4 วิศวกรรมไฟฟ‡า 31
SERIES 5 เครื่องมือวัด และเครื่องมือทางช‹าง 35
SERIES 6 กลศาสตรวิศวกรรม 39
SERIES 7 วิศวกรรมสังเคราะห 47
SERIES 8 คณิตวิศวกรรม 49
SERIES 9 เขียนแบบวิศวกรรม 51
SERIES 10 ฟสิกส ระคน ปนกัน มันสมาก 55
PAT 2 วิทยาศาสตร (เคมี)
- รศ.สุธน เสถียรยานนท 60
- อ.บัวแกŒว รัตนกมุท 80
- อ. สุระศักดิ์ เมาเทือก 89
3. 3
การเก็บประจุ
ë กฎการถายเทประจุ
๐ ประจุกอนถายเท = ประจุหลังถายเท
๐ ประจุจะหยุดถายเท ก็ตอเมื่อ ศักยไฟฟาบนตัวนําทรงกลมเทากัน
ë ตัวเก็บประจุ (Capacitor : C)
๐ คือ ความสามารถในการเก็บประจุตอความตางศักดิ์ที่เพิ่มขึ้น 1 หนวย
๐ หนวยของตัวเก็บประจุคือ Farad (F)
๐ ความจุไฟฟาของตัวนําทรงกลม C = R
๐ การตอตัวเก็บประจุ
ë พลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPTFARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT
E L E C T R I C I T YE L E C T R I C I T Y
C1
C2
C3
V ขนานเทา
C1 C3C2
Q อนุกรมเทา
Ep = 1 Qv = 1 Cv2
= 1 Q2
2 2 2 C
vรวม = v1
= v2
= v3
= ...
Qรวม = Q1
+ Q2
+ Q3
+ ...
Cรวม = C1
+ C2
+ C3
+ ...
vรวม = v1
+ v2
+ v3
+ ...
Qรวม = Q1
= Q2
= Q3
= ...
1 = 1 + 1 + 1 + ...
Cรวม C1
K
C2
C3
ตอขนาน
ตออนุกรม
สูตร :
C = Q
V
7. 7
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPTFARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT
M E C H A N I C SM E C H A N I C S
ไมมีความเรง
F = 0
F = 0สมดุลตอการเลื่อนตําแหนง
รักษาสภาพ กคท.
นิ่ง
V คงที่
s = vt
v = u + at
s = (v + u) t
s = ut + 1 at2
v2
= u2
+ 2as
มีความเรง
F = ma
M = 0
W = F . S งาน
อนุรักษ
สมการ Eff
Eff = Output 100%
Eตน
= Eปลาย
E = Eปลาย
- Eตน ได/เสีย
กําลัง
งานและพลังงาน
พลังงาน
โมเมนต = แรง ระยะตั้งฉาก
สมดุลตอการหมุน
แรงชนะ - แรงแพ คิดแรงภายนอก
แรงดึงดูด
ระหวางมวล
F = GM1
M2ขนาดเทาA = - R
สมดุลสัมบูรณ
แนวตรง
กฎกคท.นิวตัน
สมดุลกล
2
2
1. การเคลื่อนที่ในแนวตรง
2. แรง มวล กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
3. สมดุลกล
4. งาน และพลังงาน
s
t
s
t
s
t
ความชัน ...............
ความชัน ...............
ความชัน ...............
พท.ใตกราฟ ..........
พท.ใตกราฟ ..........
พท.ใตกราฟ ..........
ทิศตรงขาม
หามหักลาง
R2
g = GM
R2
F
= F
แรงเสียดทาน
สถิต จลน
fk
= k
Nfs
s
N
F
= F
M = M
F
S
พท.ใตกราฟ ..........
P = W
t
Ek = 1 mv2
2จลน
ศักย
โนมถวง Ep = mgh
Fspring = kx
ยืดหยุน Ep = 1 kx2
Input
2
8. 8
5. โมเมนตัม
6. การเคลื่อนที่แบบตางๆ
หนึ่ง. การเคลื่อนที่แบบโพรเจคไทล
สอง. การเคลื่อนที่แบบวงกลม
สาม. การเคลื่อนที่แบบซิมเปลฮารมอนิค
P = mv Pกอนชน
= Pหลังชน
โมเมนตัม อนุรักษโมเมนตัม
P = Ft = mv - mu
F = mv - mu
การดล
แรงดล
แนวการชน
ชนยืดหยุน
ชนไมยืดหยุน
ระเบิด
vocab
แนวโจทย
t
F
t
พท.ใตกราฟ ..........
การอนุรักษ
การอนุรักษ Ek
Ekกอนชน
= Ekหลังชน
Ekกอนชน
> Ekหลังชน
Ekกอนชน
< Ekหลังชน
หมายเหตุ
u1
+ v1
= u2
+ v2
มีการสูญเสียพลังงาน
พลังงานจลนเพิ่มขึ้น
แกน x : sx = vxt
แกน y : suvat
u sin
u cos
เวลาทุกแกนเทากัน
วิธีคํานวณ
- แรงเขาสูศูนยกลาง
- ความเรงเขาสูศูนยกลาง
- คาบ : เวลาครบรอบ
- ความถี่ : จํานวนรอบตอเวลา
• ความเร็วเชิงเสน
• ความเร็วเชิงมุม
วิธีคํานวณ
แนวโจทยสุดฮิตติดชารท
สปริง
ปริมาณ
Fc = mv2
f = 1
v = 2r = 2Rf
R
R
ac = v2
= 2 = 2f
T
T
T
• นิยาม : เปนการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาซํ้ารอยเดิม โดยมีขนาด
ความเรงแปรผันตรงกับการกระจัดแตทิศตรงกันขาม a -s
สมการคลื่น
• y = Rsin t
• v = Rcos t
• a = -2 Rcos t
การต‹อสปริง
ถาตัดใหสั้นลง สปริงจะแข็งขึ้น คา เปลี่ยน
เชน สปริงยาว L คานิจ K ถายาวเหลือ L/2 คานิจเปน 2K
ถาดึงกันคนละขาง คา K ใหเอามารวมกัน
ถาตอขนาน คา K ใหเอามารวมกัน
ถาตออนุกรม คา K ใหคิดจาก 1/kรวม = 1/k1 + 1/k2 + …
ความเร็วขณะใดๆ
v = R2
- x2
ตุŒม
A
O point of
suspension
C
B
time
T = 2 l
= g
T = 2 m
= k
g k
l m
9. 9
1. จงหาโมเมนตที่จุด A ของคานที่กําหนดให
(ไมคิดนํ้าหนักของคาน)
1. 3 PL
2. 5 PL/2
3. PL/2
4. PL
5. 2 PL
2. นาย A ปาลูกบอลออกไปในแนวระดับดวยความเร็ว 10 m/s จากระดับความสูง 80 เมตร ดังรูป ถานาย B เริ่มออกตัววิ่ง
จากตึกไปดวยความเรงคงที่ ในขณะเดียวกันกับที่ นาย A ปาลูกบอล จงหาวานาย B จะตองวิ่งไปดวยความเรงเทาไหรจึงจะ
สามารถรับลูกบอลไดพอดี กําหนดใหคาความเรงเนื่องจากแรงโนมถวงของโลก มีคาเทากับ 10 m/s2
และไมคิดแรงตานอากาศ
3. กลองมีนํ้าหนัก 100 kN ถูกแขวนดวยเคเบิล AB และ AC ที่จุด A ดังรูป ถาระบบอยูในสภาวะสมดุล จงคํานวณหาขนาด
แรงตึงในเคเบิล AB และแรงตึงในเคเบิล AC
ก.
ข.
V0
= 10 m/s
แนวโจทยชุดที่ 2แนวโจทยชุดที่ 2
L
A
L
L/2
L
P
P
30º
30° 60°
B
C
A
100 kN
D
10. 10
4. โครงสรางรับแรงกระทําที่จุดตางๆ ดังรูป จงหาขนาดของแรงปฏิกริยาที่กระทําที่จุดรองรับ B
5. นักออกแบบเครื่องเลนสวนสนุกมือหนึ่งของโลก ไดออกแบบกระดานลื่นที่มีความชันที่ตําแหนงเริ่มตน และตําแหนงสุดทายดังรูป
โดยตองการใหความเร็วของผูเลนเมื่อหลุดออกจากกระดานไมเร็วกวา 18 กิโลเมตร/ชั่วโมง หลอนจะตองออกแบบให ความสูง H
เปนเทาไร (กําหนด g = 10 เมตรตอวินาที2
)
6. กลองมวล 5 กิโลกรัม วางนิ่งอยูกับที่ ตอมาถูกดึงดวยแรง 50 นิวตัน ซึ่งทํามุม 37º กับแนวราบ กําหนดใหผิวสัมผัสระหวางกลอง
และพื้นขรุขระมีสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานสถิต μS = 0.5 และสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานจลน μs = 0.25 จงหาวา
กลองจะเคลื่อนที่ไปไดระยะทางกี่เมตร เมื่อเวลาผานไป 2 วินาที
3
4
5
12 L
x
37°
50 N
5 kg
µS = 0.5, µS = 0.25
3 m
A
20 kN
30 kN
2 m 2 m 2 m 2 m
30 kN50 kN
B
11. 11
• ความดัน ความดันเกจ ความดันสัมบูรณ
• แรงที่นํ้าดันเขื่อนตรง
• ความดันบรรยากาศ 1.01 105
N/m2
= 760 mmHg = 1 atm
• หลอดรูปตัวยู : ของเหลวชนิดเดียวกันที่ระดับเดียวกัน จะมีความดันเทากัน เมื่อของเหลวตอถึงกัน
ρ1
gh1
= ρ2
gh2
• กฎของพาสคัล : ถาเพิ่มความดันใหแกของไหลที่อยูนิ่งในภาชนะปด ความดันสวนที่เพิ่ม จะถายทอดไปทั่วทุกจุดในของไหลนั้น
F = f
• แรงตึงผิว F = L ความหนืด เปนสมบัติในการตานการเคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลว f = 6 rv
• แรงลอยตัว FB
= ρเหลว
vจม
g (คํานวณพรอมหลักสมดุล)
• อัตราการไหล A1
v1
= A2
v2
หลักของแบรนูลลี P1
+ 1 ρv2
+ ρ1
gh1
= P2
+ 1 ρv2
+ ρ2
gh2
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPTFARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT
F L U I DF L U I D
P = F
F = 1 ρgLh2
Pเกจ = ρgh Pสัมบูรณ = Pเกจ + Pa
A
2
A
2 2
a
1 2
12. 12
• การถายพลังงานความรอน ถาเปลี่ยนอุณหภูมิ Q = mcΔT ถาเปลี่ยนสถานะ Q = mL
• อุณหภูมิผสม ใชหลักคํานวณคือ ΔQลด
= ΔQเพิ่ม
• กฎของบอยล P1
V1
= P2
V2
เมื่อ T คงที่
• กฎของชารล V1 = V2 เมื่อ P คงที่
• กฎของแกส PV = nRT หรือ PV = NkBT เมื่อ R = 8.314 J/mol.K และ kB = 1.38 10- 23
J/K
• การใชกฎของแกสตองใช P สัมบูรณเสมอ หามใช P เกจ เด็ดขาด
• ทฤษฎีจลนของแกส : กาซมีการเคลื่อนที่แบบบราวน คือไมมีทิศทางแนนอน เปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ซึ่งอาจเกิดจาก
การชนระหวางอนุภาคดวยกัน หรือชนกับอนุภาคของตัวกลางที่อนุภาคนั้นไปแขวนลอยอยู
• สูตรตามทฤษฎีของแกส
• แกสผสม nผสม
Tผสม
= n1
T1
+ n2
T2
+ ... หรือ Pผสม
Vผสม
= P1
V1
+ P2
V2
+ ...
• งานในการเปลี่ยนปริมาตร และ P-V Diagram
W = P (V2
- V1
) = PΔV ดังนั้นจะหางานไดจากพื้นที่ใตกราฟของกราฟ P-V นั่นเอง
• พลังงานภายในระบบ : เปนพลังงานของแกสทุกโมเลกุลที่อยูในภาชนะ (พลังงานจลน)
U = NEk
= 3 NkB
T = 3 nRT = 3 PV
• จากกฎอนุรักษพลังงาน จะพบวา ความรอนที่ใหแกระบบ จะมีคาเทากับผลรวมพลังงานภายในที่เพิ่มขึ้น รวมกับงานที่ระบบทํา
ΔQ = ΔW + ΔU
PV = NM (v2
)
Ek
ของกาซหนึ่งโมเลกุล = 3 kBT
3
2
vrms
= 3RT = 3kBT = 3P
M m p
FARMMIE-MAP : MAIN CONCEPTFARMMIE-MAP : MAIN CONCEPT
H E A TH E A T
T1
T2
P1
V1 =
P2
V2
T1
T2
2 2 2
พลังงานความรอน
+ คือระบบดูดความรอน + รอนขึ้น
+ แกสขยายตัวขึ้น
- คือระบบคายความรอน - เย็นลง
- แกสหดตัว
พลังงานภายในระบบ
งานที่ระบบทํา
W = P(V2
- V1
) = PΔV
13. 13
1. ริดซี่นําแทงโลหะไมทราบชนิดอันหนึ่ง ซึ่งยาวพอสมควรมาดึงที่ปลายขางหนึ่ง โดยที่ยึดปลายอีกขางหนึ่งไว วัสดุจะเปลี่ยนแปลง
ตามเสนทางการเดินของกราฟความสัมพันธระหวางขนาดของแรงดึงกับความยาวที่สปริงยืดออก จากจุด o ไปยังจุด a (ขีดจํากัด
การแปรผันตรง) ไปยังจุด b (ขีดจํากัดสภาพยืดหยุน) และไปยังจุด c ตามลําดับดังรูป เมื่อปลอยแรงดึงแลว ริดซี่จะพบวา
แทงเหล็กคืนตัวในเสนทางใด
1. c b a o
2. c b a d
3. c o
4. c d
2. อั้มออกแบบเลือกใชทอนเหล็กสําหรับรองรับโครงสรางที่ไมยอมใหมีการเปลี่ยนรูปแบบถาวรได หลอนทราบวาวัสดุที่หลอนเลือก
ใชสามารถรับความเคนสูงสุดได 400 นิวตันตอตารางมิลลิเมตร และรับแรงดึงครากได 240 นิวตันตอตารางมิลลิเมตร
แรงกระทําที่เกิดขึ้นตอชิ้นสวนนี้มีขนาดระหวาง 120 ถึง 180 กิโลนิวตัน ระหวางการใชงานชิ้นสวนซึ่งมีความยาว 1.5 เมตรนี้
ไมสามารถยืดหรือหดตัวมากเกินกวา 1 มิลลิเมตร เพื่อใหการทํางานของโครงสรางถูกตอง เหล็กมีโมดูลัสความยืดหยุน 200 103
นิวตันตอตารางมิลลิเมตร อั้มตองเลือกใชเหล็กที่มีพื้นที่หนาตัดอยางนอยเทาใด
1. 450 ตารางมิลลิเมตร 2. 750 ตารางมิลลิเมตร
3. 900 ตารางมิลลิเมตร 4. 1,350 ตารางมิลลิเมตร
3. จากรูป จงหาวาถาเบเบนํามาตรวัดความดัน A
มาวัดคาความดัน หลอนจะอานคาไดเทาใด
กําหนดใหนํ้ามีความหนาแนน 1,000 กิโลกรัมตอลูกบาศกเมตร
นํ้ามันมีความหนาแนน 800 กิโลกรัมตอลูกบาศกเมตร
ปรอทมีความหนาแนนมากกวานํ้า 13.6 เทา
ความดันบรรยากาศ 100 กิโลพาสคัล
และคา g = 10 เมตรตอวินาที2
4. นักเรียนทําการทดลอง โดยนําวัตถุกอนหนึ่งมีความหนาแนน d เมื่อนําไปหยอนลงในของเหลว 4 ชนิด และวัตถุหยุดนิ่ง ไดผล
ดังรูป
แรงลอยตัวในของเหลวขอใดมีคาเทากัน
1. A และ B 2. B และ C
3. A และ D 4. A B และ D
แนวโจทยชุดที่ 3แนวโจทยชุดที่ 3
แรงกระทํา
ระยะยืดตัว
o
d
a
b c
เปดสู‹ความดันบรรยากาศ
B B
50 ซม.
ปรอท
100 ซม.
200 ซม.
A
อากาศ
นํ้ามัน
นํ้า
ของเหลว A ของเหลว Cของเหลว B ของเหลว D
เชือกดึง
29. 29
13. (วิศวะ) เฟอง A รัศมี 100 mm ขบกับเฟอง B รัศมี 200 mm ดังรูป
ถาเฟอง A หมุนดวยความเร็ว, 1
= 10 rad/s, ตามเข็มนาฬกา
จะทําใหเฟอง B หมุนดวยความเร็วเชิงมุม 2
= ?
1. 20 rad/s ตามเข็มนาฬกา
2. 20 rad/s ทวนเข็มนาฬกา
3. 5 rad/s ตามเข็มนาฬกา
4. 5 rad/s ทวนเข็มนาฬกา
14. (วิศวะ) หากเฟอง A หมุนในทิศทางตามเข็มนาฬกาดังรูป
ขอใดตอไปนี้ถูกตอง กําหนดใหมวลของเฟองทุกตัว
มีคาเทากันไมพิจารณาพลังสูญเสียระหวางฟนเฟอง A
เทากับ รัศมีของเฟอง B, C และ D แตเล็กกวา
รัศมีเฟอง E (rA, B, C, D
< rE
)
1. เฟอง E หมุนทวนเข็มนาฬกา หมุนเร็วกวาเฟอง A
2. เฟอง E หมุนตามเข็มนาฬกา หมุนชากวาเฟอง A
3. เฟอง E หมุนทวนเข็มนาฬกา หมุนชากวาเฟอง A
4. เฟอง E หมุนตามเข็มนาฬกา หมุนเร็วกวาเฟอง A
15. (PAT3) พิจารณาระบบเฟองตอกันดังรูป ถาเฟอง C หมุนดวยความเร็วคงที่ 2,000 รอบตอนาที ในทิศทางตามเข็มนาฬกา ขอใด
ตอไปนี้ถูกตอง
1. เฟอง A หมุนดวยความเร็วคงที่
2,000 รอบตอวินาที ในทิศทางทวนเข็มนาฬกา
2. เฟอง B หมุนดวยความเร็วคงที่
2,000 รอบตอวินาที ในทิศทางทวนเข็มนาฬกา
3. เฟอง D หมุนดวยความเร็วคงที่
2,000 รอบตอวินาที ในทิศทางทวนเข็มนาฬกา
4. เฟอง E หมุนดวยความเร็วคงที่
2,000 รอบตอวินาที ในทิศทางตามเข็มนาฬกา
16. ถาเฟอง A มี 120 ฟน เฟอง B มี 30 ฟน ถาเฟอง A หมุนไป 75 ฟน เฟอง B หมุนไปกี่รอบ
1. 1.5 รอบ
2. 2.5 รอบ
3. 3.5 รอบ
4. 4.5 รอบ
1
A
B
O2
O1
r2
r1
A
B
C
D
E
30 cm
A
20 cm
B
20 cm
E
30 cm
C
30 cm
D
EXERCISE 2EXERCISE 2
A
B