วิชาวิศวกรรมพื้นฐานสำหรับงานอาชีวอนามัยและความปลอดภัย ( Basic Engineering for occupational Health and safety ) บทที่ 1

วัตถุประสงค์ของการศึกษา นักศึกษาสามารถ 1. อธิบายความหมาย ความสำคัญ และสาขาต่างๆของวิศวกรรมศาสตร์ได้ 2. อธิบายความหมาย ความสำคัญ และศาสตร์ที่เกี่ยวกับอาชีวอนามัยและความปลอดภัยได้ 3. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างวิศวกรรมศาสตร์กับ อาชีวอนามัยและความปลอดภัยได้

หน่วยที่ 1 พื้นฐานวิศวกรรมและอาชีวอนามัยและความปลอดภัย ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับวิศวกรรม ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับอาชีวอนามัยและความปลอดภัย ความสัมพันธ์ระหว่างวิศวกรรมกับอาชีวอนามัยและความปลอดภัย

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับวิศวกรรม วิศวกรรมศาสตร์ (Engineer) มาจากคำว่าละตินว่า“ingenerare” แปลว่า การสร้าง เป็นศาสตร์หรือวิชาเกี่ยวกับการนำความรู้พื้นฐานทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์มาประยุกต์ใช้พัฒนา หาคำตอบที่ประหยัดและเหมาะสม เพื่อช่วยแก้ปัญหาสอนงความต้องการของมนุษย์

ความสำคัญของวิศวกร ความก้าวหน้าทางวิศวกรรมศาสตร์ มีส่วนในการพัฒนามาตรฐานการครองชีพของมนุษย์ เช่น ความรวดเร็วในการติดต่อสื่อสาร การเดินทาง และสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ กล่าวโดยสรุปได้ว่า วิศวกรรมศาสตร์มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตและอยู่รวดของเผ่าพันธุ์มนุษย์ทั้งช่วยให้มาตรฐานการครองชีพของมนุษย์ดีขึ้น

วิศวกรรมสาขาหลัก ทุกสาขาของวิศวกรรมศาสตร์ต้องศึกษาความรู้ด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ ซึ่งมีรายละเอียดพอสังเขปดังนี้ พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ เช่น Vector, Calculus พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไปต้องมีพื้นฐานด้านฟิสิกส์และเคมี - พื้นฐานทางด้านฟิสิกส์ เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุ, งานและพลังงาน,กลศาสตร์ของไหล ,วงจรไฟฟ้า เป็นต้น - พื้นฐานทางเคมี เช่น ปริมาณสารสัมพันธ์, คุณสมบัติก๊าซ ของแข็ง ของเหลว, สารละลาย, สมดุลเคมี ,ไฟฟ้าเคมี, คุณสมบัติของธาตุเป็นต้น

วิศวกรรมสาขาหลัก ได้แก่ วิศวกรรมโยธา (Civil Engineering) วิศวกรรมเครื่องกล (Mechanical Engineering) วิศวกรรมไฟฟ้า (Electrical Engineering) วิศวกรรมเคมี (Chemical Engineering) วิศวกรรมอุตสาหกรรม (Industrial Engineering)

วิศวกรรมศาสตร์สาขาอื่นๆ 1. สาขาวิศวกรรมศาสตร์ที่แตกแขนงจากวิศวกรรมโยธา ได้แก่ 1.1 วิศวกรรมโครงสร้าง 1.2 วิศวกรรมสำรวจ 1.3 วิศวกรรมปฐพี 1.4 วิศวกรรมขนส่ง 1.5 วิศวกรรมการบริหารการก่อสร้าง 1.6 วิศวกรรมทรัพยากรน้ำ 1.7 วิศวกรรมชลประทาน 1.8 วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

วิศวกรรมศาสตร์สาขาอื่นๆ (ต่อ) 2. สาขาวิศวกรรมศาสตร์ที่แตกแขนงจากวิศวกรรมสาขาหลักอื่นๆ 2.1 วิศวกรรมการเกษตร 2.2 วิศวกรรมอากาศยาน 2.3 วิศวกรรมยานยนต์ 2.4 วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ 2.5 วิศวกรรมซอฟแวร์ 2.6 วิศวกรรมอิเลคทรอนิกส์ 2.7 วิศวกรรมการอาหาร 2.8 วิศวกรรมการผลิตอุตสาหกรรม 2.9 วิศวกรรมความปลอดภัย 2.10 วิศวกรรมวัสดุ 2.11 วิศวกรรมเหมืองแร่ 2.12 วิศวกรรมนิวเคลียร์ 2.13 วิศวกรรมโทรคมนาคม 2.14 วิศวกรรมทางทะเล 2.15 วิศวกรรมชีวทางการแพทย์ 2.16 วิศวกรรมสิ่งทอ 2.17 วิศวกรรมนาโน เป็นต้น

วิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม การประกอบอาชีพวิศวกรรมในประเทศไทยได้มี พ.ร.บ วิชาชีพวิศวกร 2542 กำหนดให้สภาวิศวกรมีหน้าที่ออกใบอนุญาตให้แก่ผู้ขอประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม (ใบ ก.ว.) ในปัจจุบันใบอนุญาตวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมประกอบไปด้วย 5 สาขาหลัก คือวิศวกรรมโยธา วิศวกรรมเหมืองแร่ วิศวกรรมเครื่องกล วิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมอุตสาหกรรม และในปี 2550 ได้มีการออกกฎกระทรวง เรื่องกำหนดวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม โดยกำหนดให้ วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม และวิศวกรรมเคมี เป็นวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม

วิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม โดยวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมแต่ละสาขา แบ่งออกเป็น4 ระดับคือ 1. ภาคีวิศวกร 2. ภาคีวิศวกรพิเศษ 3. สามัญวิศวกร 4. วุฒิวิศวกร ซึ่งแต่ละระดับจะมีขอบเขตความรับผิดชอบต่างกัน สามารถหารายละเอียดได้จาก http://www.coe.or.th http://www.coe.or.th/coe-2/download/law/20080215172108-1.PDF

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับอาชีวอนามัยและความปลอดภัย อาชีวอนามัย “Occupational Health” อาชีวะ (Occupational) หรืออาชีพ หมายถึง การที่บุคคลประกอบอาชีพการงาน เพื่อเลี้ยงชีพ อนามัย (Health) หมายถึง สภาวะที่สมบูรณ์ทั้งด้านร่างกาย จิตใจ และสามารถดำรงชีพอยู่ในสังคมได้ด้วยดี ความปลอดภัย (Safety) หมายถึง ภาวะที่ปราศจากภัยคุกคาม ไม่มีอันตราย ไม่เกิดการบาดเจ็บ และสูญเสียรวมถึงไม่มีความเสี่ยง

ความหมายของอาชีวอนามัยและความปลอดภัย (Occupational Health and Safety) “ศาสตร์ หรือวิชาความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการดูแลสุขภาพอนามัยของผู้ประกอบอาชีพการงานให้มีสภาวะที่สมบูรณ์ดี ทั้งร่างกายและจิตใจ สามารถดำรงชีพอยู่ในสังคมได้ด้วยดี รวมทั้งดูแลให้ผู้ประกอบวิชาชีพการงานให้มีความปลอดภัย ปราศจากภัยคุกคาม อันตราย การบาดเจ็บ สูญเสีย รวมถึงความเสี่ยงต่างๆด้วย”

ความสำคัญของอาชีวอนามัยและความปลอดภัย เนื่องจากอาชีวอนามัยและความปลอดภัย เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการดูแลสุขภาพอนามัยของผู้ประกอบอาชีพให้มีสุขภาพที่สมบูรณ์และมีความปลอดภัย ดังนั้น อาชีวอนามัยและความปลอดภัย จึงมีความสำคัญเป็นประโยชน์แก่ทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็น ฝ่ายลูกจ้าง, ฝ่ายนายจ้างหรือภาครัฐ

ความสำคัญต่อฝ่ายลูกจ้าง อาชีวอนามัยและความปลอดภัย มีความสำคัญโดยตรงกับลูกจ้าง หรือผู้ประกอบอาชีพ ช่วยให้ลูกจ้างมีความปลอดภัยและสุขภาพอนามัยที่ดี ไม่เกิดการบาดเจ็บ พิการ หรือตายจากอุบัติเหตุ หรือเกิดการเจ็บป่วยจากการทำงาน โดยพื้นฐานตามหลักสากล ด้านสิทธิมนุษยชนแล้ว ลูกจ้างต้องได้รับสิทธิในการคุ้มครองความปลอดภัยอย่างเป็นธรรม

ความสำคัญต่อฝ่ายนายจ้าง อาชีวอนามัยและความปลอดภัยมีความสำคัญที่จะช่วยลดความสูญเสีย ที่อาจจะเกิดขึ้น ทั้งที่เป็นตัวเงินและที่ไม่ใช่ตัวเงิน นอกจากช่วยลดความสูญเสียต่างๆแล้ว ยังช่วยเพิ่มผลผลิต เนื่องจากเมื่อลูกจ้างได้รับการดูแลสุขภาพอนามัยและความปลอดภัยเป็นอย่างดีแล้ว ย่อมส่งผลให้ลูกจ้างมีสุขภาพอนามัยที่ดี เกิดความพอใจและมีทัศนคติที่ดีต่อนายจ้าง ย่อมส่งผลให้ลูกจ้างทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ มีผลผลิตเพิ่มขึ้นทั้งปริมาณและคุณภาพ

ความสำคัญต่อภาครัฐ อาชีวอนามัยและความปลอดภัยมีความสำคัญที่จะช่วยให้การพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศดำเนินไปได้อย่างต่อเนื่อง และยังมีความสำคัญในแง่ของการปฏิบัติให้ถูกต้องตามกฎหมายอีกด้วย

ศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับอาชีวอนามัยและความปลอดภัย จำเป็นต้องอาศัยการผสมผสานระหว่างสาขาวิชาการต่างๆ หลากหลายสาขาวิชาด้วยกัน ประกอบด้วยกลุ่มวิชาการ 4 กลุ่มหลักคือ 1. กลุ่มวิชาสุขศาสตร์อุตสาหกรรม หรืออาชีวสุขศาสตร์ (Industrial Hygiene or Occupational Hygiene) 2. กลุ่มวิชาอาชีวนิรภัย (Occupational Safety) 3. กลุ่มวิชาการยศาสตร์และจิตวิทยาในการทำงาน (Ergonomics and Work Psychology) 4. กลุ่มอาชีวเวชศาสตร์ หรือเวชศาสตร์อุตสาหกรรม (Occupational Medicine or Industrial)

อาชีวอนามัยและความปลอดภัย (Occupational Health and Safety) กลุ่มวิชาการที่สำคัญในอาชีวอนามัยและความปลอดภัย Industrial Hygiene Occupational Safety อาชีวอนามัยและความปลอดภัย (Occupational Health and Safety) Ergonomics and Work Psychology Occupational Medicine

กลุ่มวิชาสุขศาสตร์อุตสาหกรรม หรืออาชีวสุขศาสตร์ ศึกษาเกี่ยวกับการตระหนัก ประเมิน และการควบคุมปัจจัยสิ่งแวดล้อม ที่อาจเป็นสาเหตุของการเจ็บป่วย เกิดความไม่สุขสบายต่อคนงาน เนื้อหาความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับประเภทหรือองค์ประกอบ และอันตรายของสิ่งแวดล้อมการทำงาน การบ่งชี้ปัญหาสิ่งแวดล้อมการทำงาน หลักการทั่วไปในการประเมินปัญหาสิ่งแวดล้อมการทำงาน เช่น การประเมินความร้อน แสง เสียง รังสี ความสั่นสะเทือน อุณหภูมิ และความกดดันบรรยากาศ การควบคุมสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายต่อการทำงานทางวิศวกรรม เช่น การควบคุมเสียง แสงสว่าง ความร้อน รังสี ฝุ่นละออง สารเคมีไอระเหยฯ

กลุ่มวิชาอาชีวนิรภัย ศึกษาเกี่ยวกับ การดำเนินการป้องกันอุบัติเหตุ ความปลอดภัยในการทำงานลักษณะต่างๆ เทคโนโลยีความปลอดภัย การจัดการด้านความปลอดภัยและการบริหารงานอาชีวอนามัยและความปลอดภัยในสถานประกอบการ เช่น การสอบสวน วิเคราะห์อุบัติเหตุ หลักการควบคุมป้องกันอุบัติเหตุ ความปลอดภัยเกี่ยวกับเครื่องจักร

กลุ่มวิชาการยศาสตร์และจิตวิทยาในการทำงาน ศึกษาเกี่ยวกับ การจัดและการปรับปรุงสภาพการทำงานให้เหมาะกับสรีรวิทยา และจิตวิทยาของมนุษย์ในการทำงาน เช่น วิธีการทำงานให้เหมาะสมกับลักษณะของงานและตัวผู้ปฏิบัติงาน การออกแบบให้ใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ให้เหมาะสมตามหลักการยศาสตร์ จิตวิทยาในการทำงาน การประเมินปัญหาสุขภาพด้านร่างกายและจิตใจเนื่องจากการจัดสภาพการทำงานที่ไม่เหมาะสม

กลุ่มอาชีวเวชศาสตร์หรือเวชศาสตร์อุตสาหกรรม ศึกษาเกี่ยวกับ ความรู้ทางการแพทย์และสาธารณสุขศาสตร์ในการดูแลสุขภาพอนามัยของลูกจ้าง การเฝ้าระวัง การป้องกัน การตรวจวินิจฉัยโรคเบื้องต้น ขั้นตอนการตรวจพิสูจน์โรคจากการประกอบอาชีพ การเฝ้าระวังสุขภาพของผู้ประกอบอาชีพ เช่น หลักการทางพิษวิทยา หลักการวินิจฉัยโรคเบื้องต้น การปฐมพยาบาลเบื้องต้น

ความสัมพันธ์ระหว่างวิศวกรรมศาสตร์กับอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การศึกษาในศาสตร์ด้านอาชีวอนามัยและความปลอดภัยจำเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับพื้นฐานทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ด้วยเหตุผลสำคัญ 2 ประการ 1. การนำความรู้พื้นฐานทางวิศวกรรมศาสตร์สาขาต่างๆไปประยุกต์ใช้ในงานอาชีวอนามัย และความซึ่งมี 2 ลักษณะคือ 1.1 เพื่อเป็นความรู้พื้นฐานในการศึกษาศาสตร์ด้านอาชีวอนามัยและความปลอดภัย 1.2 เพื่อนำไปวิเคราะห์และประยุกต์ใช้ในงานอาชีวอนามัยและความปลอดภัย 2. เพื่อประโยชน์ในการประสานงานกับวิศวกรสาขาต่างๆ 2.1 พิจารณาเลือกปรึกษากับวิศวกรสาขาต่างๆได้อย่างถูกต้อง 2.2 สามารถสื่อสารกับวิศวกรสาขาต่างๆได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สัญลักษณ์คณิตศาสตร์มิติและระบบหน่วยทางวิศวกรรมศาสตร์สำหรับงานอาชีวอนามัยและความปลอดภัย

ทดสอบความรู้....

จงเขียนคำอ่านของสัญลักษณ์ต่อไปนี้ สัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ จงเขียนคำอ่านของสัญลักษณ์ต่อไปนี้ + - ± = ≠  > < ≤ ≥        

อักษรกรีกที่นิยมใช้กันทั่วไปในสมการทางคณิตศาสตร์ จงเขียนคำอ่านของ สัญลักษณ์ต่อไปนี้

อักษรกรีกที่นิยมใช้กันทั่วไปในสมการทางคณิตศาสตร์ (ต่อ)                 

สัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์

สัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์

สัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์

มิติและหน่วยทางวิศวกรรมศาสตร์ มิติพื้นฐาน คือมิติที่ง่ายในการแปลง หรือมิติตัวแปรของที่มีหน่วยเดี่ยวๆเช่น ความยาว เวลา มวล กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิ ปริมาณสาร และความเข้มแสง

มิติและหน่วยทางวิศวกรรมศาสตร์ เป็นมิติที่เกิดจากมิติพื้นฐานรวมกัน หรือมิติประกอบ เช่น พื้นที่ ปริมาณ ความเร็ว ความเร่ง ความหนาแน่นมวล แรง พลังงาน

มิติ และ หน่วย 1.1 มิติ(Dimension) คือ สิ่งที่ใช้บรรยายลักษณะทางกายภาพ เช่น ระยะทาง(Distance) มวล(mass) เวลา(Time) และ อุณหภูมิ(Temperature) มิติแบ่งออกเป็น 1) มิติปฐมภูมิ(Primary Dimension) 2) มิติทุติยภูมิ(Secondary Dimension)

มิติ และ หน่วย 1) มิติปฐมภูมิ(Primary Dimension) หมายถึง มิติหลัก ที่เรากำหนดขึ้น เพื่อใช้บรรยายลักษณะ ทางกายภาพได้แก่ แรง [F] มวล [M] ความยาว [L] เวลา [t] อุณหภูมิ [T]

บทที่ 1 มิติ และ หน่วย มวล[M] เป็นคุณสมบัติหนึ่งของวัตถุ ที่บ่งบอกปริมาณของสสารที่วัตถุนั้นมี จะมีค่าคงที่เสมอ ไม่ว่าจะอยู่ที่ใด น้ำหนัก สามารถเพิ่มขึ้นหรือลดลงได้ตามแรงดึงดูด ของสถานที่นั้นๆ

มิติ และ หน่วย ความยาว[L] คือมิติตามแนวยาวของวัตถุใดๆ ความยาวของของสิ่งหนึ่งคือระยะทาง(หรือการกระจัด) จากจุดเริ่มต้นไปยังจุดสิ้นสุด ซึ่งเป็นการขยายเชิงเส้นตรงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง

มิติ และ หน่วย เวลา[t] เป็นปริมาณพื้นฐาน ที่อาศัยการเปรียบเทียบกับสิ่งอื่นๆ ที่มีการเคลื่อนที่แบบคงที่เพื่อบอกปริมาณ เช่น การโคจรของดวงอาทิตย์ หรือดวงจันทร์ การแกว่งของลูกตุ้ม

มิติ และ หน่วย อุณหภูมิ[T] คือการวัดค่าเฉลี่ยของพลังงานจลน์ของอนุภาคในสสารใดๆ ซึ่งสอดคล้องกับความร้อนหรือเย็นของสสารนั้น

มิติ และ หน่วย แรง[F] คือการกระทำจากภายนอกที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของระบบทางกายภาพ บางครั้ง แรง[F] ก็ถูกจัดให้อยู่ใน มิติทุติยภูมิ เนื่องจากกฏข้อที่สองของนิวตันที่กล่าวว่า ผลรวมของแรงจะเท่ากันมวลคูณความเร่ง (∑F = ma) ซึ่งจะเห็นว่าแรงเกิดจากการรวมกันของมิติปฐมภูมิและมิติทุติยภูมิ ในทางกลับกันบางระบบ ก็จัดให้มวล[M] เป็นมิติทุติยภูมิ ด้วยเหตุผลเดียวกัน

มิติ และ หน่วย 2) มิติทุติยภูมิ(Secondary Dimension) หมายถึง มิติ ที่ประกอบขึ้นจากการรวมกัน ของ มิติปฐมภูมิ เช่น พื้นที่ [L]2 ปริมาตร [L]3 ความเร็ว [L]/ [t] ความเร่ง [L]/ [t] 2

มิติ และ หน่วย พื้นที่ [L]2 คือ ปริมาณสำหรับบอกขนาดของเนื้อที่ พื้นที่ผิว ประกอบด้วยมิติปฐมภูมิ 2 มิติ คือ ความยาว[L] x ความยาว[L] = พื้นที่ [L]2

มิติ และ หน่วย ปริมาตร[L]3 หมายถึงความมากน้อยในปริภูมิสามมิติซึ่งวัสดุชนิดหนึ่งในสถานะใดๆ หรือ รูปทรงชนิดหนึ่งยึดถืออยู่หรือบรรจุอยู่ โดยประกอบด้วยมิติปฐมภูมิ 3 มิติ คือ ความยาว[L] x ความยาว[L] x ความยาว[L] = ปริมาตร [L]3

มิติ และ หน่วย ความเร็ว [L]/ [t] คืออัตราการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งต่อหน่วยเวลา โดยประกอบด้วยมิติปฐมภูมิ 2 มิติ คือ ความยาว[L] / เวลา[t] = ความเร็ว [L]/ [t]

มิติ และ หน่วย 1.2 หน่วย(Unit) เป็นการกำหนด ชื่อและ ขนาดให้กับมิติ เพื่อบอกปริมาณ ที่วัดได้ ตามที่มาตรฐานของระบบต่างๆ ได้กำหนดไว้ 1.2.1 ระบบของหน่วย 1) ระบบอังกฤษ(British System) หรือ FPS มีใช้ในวงการวิทยาศาสตร์ และอุตสาหกรรม ของประเทศอังกฤษ และประเทศที่สัมพันธ์กับอังกฤษมาก่อน ปัจจุบันก็ยังมีใช้กันอยู่ในวงการอุตสาหกรรมทั่วไป

มิติ และ หน่วย 1.2.1 ระบบของหน่วย 2) ระบบเมตริก (Metric System) หรือ cgs เดิมมีใช้ในประเทศแถบยุโรป และเอเชียบางประเทศ เช่น ฝรั่งเศษ เยอรมัน อิตาลี สวีเดน ญี่ปุ่น หรือแม้แต่สหรัฐอเมริกาและอังกฤษ ปัจจุบันยังมีใช้กันอยู่ โดยเฉพาะทางด้านการค้า และอุตสาหกรรม แต่สำหรับด้านวิชาการเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้เปลี่ยนมาใช้ระบบหน่วยใหม่คือ SI กันอย่างกว้างขวางแล้ว

มิติ และ หน่วย 1.2.1 ระบบของหน่วย 3) ระบบ SI (International System of Units) เป็นระบบมาตรฐานระหว่างชาติที่วงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของชาติต่างๆ หลายชาติ มีการประชุมตกลงกัน ที่จะใช้ระบบนี้ให้เหมือนกันหมด เพื่อประโยชน์ในการติดต่อประสานงานทั้งด้านวิชาการและเทคโนโลยี ระบบ SI นี้ มีการใช้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ รวมทั้งประเทศไทยด้วย

มิติ และ หน่วย 1.2.2 หน่วยพื้นฐาน (Basic Units or Fundamental Units) จะเป็นหน่วยที่ใช้กำหนดชื่อและขนาด ให้กับปริมาณ ของ มิติปฐมภูมิ (Primary Dimension)

ตารางแสดงหน่วยพื้นฐานของระบบต่างๆ มิติ และ หน่วย ตารางแสดงหน่วยพื้นฐานของระบบต่างๆ ปริมาณ หน่วย SI หน่วยเมตริก หน่วยอังกฤษ ชื่อปริมาณ สัญลักษณ์ ชื่อหน่วย ความยาว (length) l เมตร (meter) m เซนติเมตร (centimeter) cm ฟุต (foot) ft มวล (mass) กิโลกรัม (kilogram) kg กรัม (gram) g ปอนด์ lb เวลา (time) t วินาที (second) s อุณหภูมิ อุณหพลวัต (temperature) T เคลวิน (kelvin) K แรงคิน (rankine) R จำนวนสาร n โมล (mole) mol กระแสไฟฟ้า I แอมแปร์ (ampere) A

มิติ และ หน่วย 1.2.3 หน่วยอนุพัทธ์ (derived Units) จะเป็นหน่วยที่ใช้กำหนดชื่อและขนาด ให้กับปริมาณ ของ มิติทุติยภูมิ (Secondary Dimension)

ตารางแสดงหน่วยอนุพัทธ์ของระบบต่างๆ มิติ และ หน่วย ตารางแสดงหน่วยอนุพัทธ์ของระบบต่างๆ ปริมาณ หน่วย SI หน่วยเมตริก หน่วยอังกฤษ ชื่อปริมาณ สัญลักษณ์ ชื่อหน่วย พื้นที่ (area) A ตารางเมตร (square meter) m2 ตารางเซนติเมตร (square centimeter) cm2 ตารางฟุต (square foot) ft2 ปริมาตร (volume) V ลูกบาศก์เมตร (cubic meter) m3 ลูกบาศก์เซนติเมตร (cubic centimeter) cm3 ลูกบาศก์ฟุต (cubic foot) ft3 ความหนาแน่น (density) ρ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3) กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (dyne/cm3) เพาน์ดัลต่อลูกบาศก์ฟุต (pdl/ft3) น้ำหนักจำเพาะ (specific weight) γ นิวตันต่อลูกบาศก์เมตร (N/m3) ไดน์ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm3) ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต (lb/ft3)

ตารางแสดงหน่วยอนุพัทธ์ของระบบต่างๆ มิติ และ หน่วย ตารางแสดงหน่วยอนุพัทธ์ของระบบต่างๆ ปริมาณ หน่วย SI หน่วยเมตริก หน่วยอังกฤษ ชื่อปริมาณ สัญลักษณ์ ชื่อหน่วย น้ำหนักแรง (weight) W(F) นิวตัน (newton) N ไดน์ (dyne) dyne เพาน์ดัล (poundal) pdl ความดัน (pressure) P พาสคัล (pascal) Pa ไดน์ต่อตารางเซนติเมตร (dyne/cm2) เพาน์ดัลต่อตารางฟุต (pdl/ft2) ความเร็ว (velocity) v เมตรต่อวินาที (m/s) เซนติเมตรต่อวินาที (cm/s) ฟุตต่อวินาที (ft/s) งาน (work) W จูล (joule) J เอิร์ก (erg) erg ฟุตเพาน์ดัล (ft.ldl) พลังงาน (power) วัตต์ (watt) เอิร์กต่อวินาที erg/s ฟุต-ปอนด์ ต่อวินาที (ft.lbf/s)

มิติ และ หน่วย 1.2.4 คำอุปสรรคของหน่วย (Prefixes of Units) หมายถึงคำนำหน้าหน่วยต่างๆ ของระบบ SI เพื่อทำหน้าที่แทนตัวพหุคูณเพิ่มและลด (decimal multiples and sub-multiples) ใช้ได้กับทั้งหน่วยพื้นฐาน และหน่วยอนุพัทธ์ เช่น แรง = 8 x 103 N = 8 kN อ่านว่า แปดกิโลนิวตัน 103 ในที่นี้คือตัวพหุคูณ ใช้สัญลักษณ์ k แทน เป็นคำอุปสรรคหน้าหน่วย คำอุปสรรคนี้ใช้กับหน่วยเมตริกที่คล้ายกับหน่วย SI ได้ แต่จะไม่ใช้กับหน่วยอังกฤษ

คำอุปสรรคที่แทนตัวพหุคูณสำหรับหน่วย SI มิติ และ หน่วย คำอุปสรรคที่แทนตัวพหุคูณสำหรับหน่วย SI ตัวพหุคูณ ชื่อคำอุปสรรค สัญลักษณ์ 1018 เอกซะ (exa) E 1015 เพตะ (peta) P 1012 เทระ (tera) T 109 จิกะ (giga) G 106 เมกะ (mega) M 103 กิโล (kilo) k 102 เฮกโต (hecto) h 10 เดคา (deca) da

คำอุปสรรคที่แทนตัวพหุคูณสำหรับหน่วย SI มิติ และ หน่วย คำอุปสรรคที่แทนตัวพหุคูณสำหรับหน่วย SI ตัวพหุคูณ ชื่อคำอุปสรรค สัญลักษณ์ 10-1 เดซิ (deci) d 10-2 เซนติ (centi) c 10-3 มิลลิ (milli) m 10-6 ไมโคร (micro) µ 10-9 นาโน (nano) n 10-12 พิโก (pico) P 10-15 เฟมโต (femto) f 10-18 อัตโต (atto) a

ปริมาณ หน่วย สัญลักษณ์ m S kg K A mol cd 1. หน่วยมูลฐาน (Basic units) ปริมาณ หน่วย สัญลักษณ์ ความยาว (length ; l) เมตร (meter) m เวลา (time ; t ) วินาที (second) S มวล (mass ; m ) กิโลกรัม (kilogram) kg อุณหภูมิ (temperature ;T) เคลวิน (kelvin) K กระแสไฟฟ้า (electric current ; I ) แอมแปร์ (ampere) A จำนวนอนุภาค (number of particles ; n) โมล (mole) mol ความเข้มแห่งการส่องสว่าง (luminous intensity ; lv) แคนเดลา (candala) cd

2. ปริมาณกายภาพ (Base Quantities) ชื่อหน่วย (Unit) สัญลักษณ์ (Symbol) หน่วยเสริม (supplimentary units) เป็นหน่วยวัดพิเศษที่แยกจากหน่วยมูลฐานและหน่วยอนุพันธ์ ได้แก่ หน่วยของมุมระนาบ มุมตัน ปริมาณกายภาพ (Base Quantities) ชื่อหน่วย (Unit) สัญลักษณ์ (Symbol) มุมระนาบ (plane angle) เรเดียน (radian) rad มุมตัน (solid angle) สเตอเรเดียน (steradian ) sr

3. ปริมาณ ชื่อหน่วยอนุพันธ์ สัญลักษณ์ของหน่วย เทียบเป็นหน่วยหลัก หน่วยอนุพัทธ์ (derived units) เป็นหน่วยซึ่งมีหน่วยพื้นฐานทั้ง 7 มาเกี่ยวเนื่องกัน เช่น หน่วยของอัตราเร็วเป็นเมตรต่อวินาที ซึ่งมีเมตร และวินาทีเป็นหน่วยมาตรฐาน หน่วยอนุพันธ์มีหลายหน่วยซึ่งมีชื่อและสัญลักษณ์ที่กำหนดโดยเฉพาะ ปริมาณ ชื่อหน่วยอนุพันธ์ สัญลักษณ์ของหน่วย เทียบเป็นหน่วยหลัก ความถี่ (frequency ; f) เฮิรตซ์ (hertz) Hz 1 Hz = 1 s-1 แรง (force ; F) นิวตัน (newton) N 1 N = 1 kg.m / s2 งาน (work ; W) จูล (joule) J 1 J = 1 N.m พลังงาน (energy ; E) ความดัน (pressure ; P) พลาสคาล (Pascal) Pa 1 Pa = 1 N/m กำลัง (power ; P) วัตต์ (watt) W 1 W = 1 J / s

สัญลักษณ์ของคำอุปสรรค 4. คำอุปสรรค (prefixes) เป็นคำที่ใช้เติมไว้ข้างหน้าหน่วยต่าง ๆในระบบ SI ซึ่งใช้แทนตัวพหุคูณ เมื่อค่าในหน่วยหลักหรือหน่วยอนุพัทธ์มีค่ามากหรือน้อยเกินไปสามารถเปลี่ยนเป็นเลขตัวคูณด้วยสิบยกกำลังลบหรือบวกได้ เลขสิบยกกำลัง ชื่อคำอุปสรรค สัญลักษณ์ของคำอุปสรรค 1018 เอ็กซ์สะ (exa) E หน่วยใหญ่ 1015 เปตะ (peta) P 1012 เทอรา (tera) T 109 จิกะ (giga) G 106 เมกะ (mega) M 103 กิโล (kilo) k 102 เฮกโต (hecto) h

สัญลักษณ์ของคำอุปสรรค เลขสิบยกกำลัง ชื่อคำอุปสรรค สัญลักษณ์ของคำอุปสรรค 101 เดคะ (deca) da 100 = 1 หน่วยหลัก (fundamental units) - 10-1 เดซิ (deci) d 10-2 เซนติ (centi) c 10-3 มิลลิ (milli) m 10-6 ไมโคร ( micro)  10-9 นาโน (nano) n 10-12 พิโค (pico) p 10-15 เฟมโต (femto) f 10-18 อัตโต (atto) a หน่วยเล็ก

เปลี่ยนจากหน่วยอังกฤษเป็นหน่วยเอสไอ 1.3 การเทียบหน่วยและการเปลี่ยนหน่วย เปลี่ยนจากหน่วยเอสไอเป็นหน่วยอังกฤษ เปลี่ยนจากหน่วยอังกฤษเป็นหน่วยเอสไอ ความยาว 1 กิโลเมตร(km) = 0.6214 ไมล์ 1 ไมล์ = 1.6093 กิโลเมตร 1 เมตร (m) = 1.0936 หลา 1 หลา = 0.9144 เมตร 1 เมตร(m) = 3.2808 ฟุต 1 ฟุต (ft ) = 30.48 เซนติเมตร 1 เซนติเมตร(cm) = 0.3937 นิ้ว 1 นิ้ว (in.) = 25.4 มิลลิเมตร พื้นที่ 1 ตารางกิโลเมตร(km2) = 0.3861 ตารางไมล์ 1 ตารางไมล์ (sq.mi.) = 2.59 ตารางกิโลเมตร 1 เฮกตาร์(ha) = 2.47 เอเคอร์ 1 เอเคอร์ = 0.4047 เฮกตาร์ 1 เฮกตาร์(ha) = 10,000 ตารางเมตร 1 เอเคอร์ = 4,840 ตารางหลา 1 ตารางเมตร(m2) = 10.76 ตารางฟุต 1 ตารางฟุต (sq.ft.) = 0.0929 ตารางเมตร 1 ตารางเซนติเมตร(cm2) = 0.155 ตารางนิ้ว 1 ตารางนิ้ว (sq.in.) = 6.452 ตารางเซนติเมตร

เปลี่ยนจากหน่วยอังกฤษเป็นหน่วยเอสไอ เปลี่ยนจากหน่วยเอสไอเป็นหน่วยอังกฤษ เปลี่ยนจากหน่วยอังกฤษเป็นหน่วยเอสไอ ปริมาตร 1 ลูกบาศก์เมตร(m3) = 35.31 ลูกบาศก์ฟุต 1 ลูกบาศก์ฟุต (cu.ft.) = 0. 0283 ลูกบาศก์เมตร 1 ลิตร(l) = 0.22 แกลลอน 1 แกลลอน (gal) = 4.546 ลิตร 1 ลิตร(l) = 1.76 ไพนต์ 1 ไพนต์ (pt.) = 0.568 ลิตร 1 ลิตร(l) = 1,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร 1 ไพนต์ = 34.68 ลูกบาศก์นิ้ว 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร(cm3) = 0.061 ลูกบาศก์นิ้ว 1 ลูกบาศก์นิ้ว (cu.in.) = 16.39 ลูกบาศก์เซนติเมตร มวล 1 ตัน(ฝรั่งเศส)(t) = 0.9842 ตัน(อังกฤษ) 1 ตัน(อังกฤษ) = 1.0161 ตัน(ฝรั่งเศส) 1 ตัน(ฝรั่งเศส)(t) = 1,000 กิโลกรัม 1 ตัน(อังกฤษ) = 2.240 ปอนด์ 1 กิโลกรัม(kg) = 2.2046 ปอนด์ 1 ปอนด์(lb) = 0.4536 กิโลกรัม 1 กรัม (g) = 0.0353 ออนช์ 1 ออนช์

เปลี่ยนจากหน่วยอังกฤษเป็นหน่วยเอสไอ เปลี่ยนจากหน่วยเอสไอเป็นหน่วยอังกฤษ เปลี่ยนจากหน่วยอังกฤษเป็นหน่วยเอสไอ หน่วยวัด US 1 ลิตร(l) = 0.264 แกลลอน 1 แกลลอน = 3.785 ลิตร 1 ลิตร = 2.11 ไพนต์ 1 ไพนต์(28.88 cu.in.) = 0.473 ลิตร ตัวอย่าง ต้องการทราบว่า 16.5 นิ้วเท่ากับกี่มิลลิเมตร ให้นำ 16.5 คูณด้วย25.4 จะได้ 419.1 มิลลิเมตร หรือ 41.91 เซนติเมตร อุณหภูมิ - การแปลงองศาเซลเซียส เป็นองศาฟาเรนไฮต์ ให้คูณด้วย 9 หารด้วย 5 แล้วบวกด้วย 32 - การแปลงองศาฟาเรนไฮต์ เป็นองศาเซลเซียส ให้ลบด้วย 32 คูณด้วย 5 แล้วหารด้วย 9 - การแปลงองศาเซลเซียส เป็นองศาเคลวิน ให้บวกด้วย 273.15

1.4 เลขนัยสำคัญ เลขนัยสำคัญ เป็นวิธีการที่ใช้ในการนับจำนวนของตัวเลข และมีวิธีการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับเลขนัยสำคัญ ซึ่งจะช่วยทำให้งานในทางวิทยาศาสตร์มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นจากการจดบันทึกข้อมูลต่าง ๆ ในขณะทำการทดลอง หาความจริงโดยการตั้งสมมุติฐานของผู้ทดลอง หน่วยวัดทางวิทยาศาสตร์ เป็นการวัดปริมาณต่าง ๆ ที่ต้องเปรียบเทียบกับสิ่งที่อ้างอิงที่ถือเป็นมาตรฐาน เช่น เชือกยาว 50 เมตร หมายถึง เชือกยาวเป็น 50 เท่าของวัตถุที่นิยามความยาวเป็นเมตร บอกความยาวเป็นเมตร หรือบอกเวลาเป็นวินาที เป็นการบอกปริมาณของความยาว และเวลาโดยระบุ หน่วยของการวัด

วิธีการหาเลขนัยสำคัญ 1. ตัวเลขทุกตัวที่ไม่ใช่ตัวเลข 0 เป็นเลขนัยสำคัญทั้งหมด เช่น 214 , 3.14 , 2728 1.6 , 2.911 ซึ่งจะมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 3 , 3 , 4 , 2 และ 4 ตัว ตามลำดับ 2. ตัวเลข 0 ที่อยู่ระหว่างเลขนัยสำคัญถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญด้วย เช่น 205 , 2.035 12053 , 1000.0003 จะมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 3 , 4 , 5 และ 8 ตัว ตามลำดับ 3. ตัวเลข 0 ที่อยู่ทางซ้ายมือ ไม่ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น 0231 , 0.0025 03679 , 0.000005 จะมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 3 2 4 และ 1 ตัว ตามลำดับ 4. ตัวเลข 0 ที่อยู่ปลายทางขวามือของจุดทศนิยมถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น 130.0 , 13.00 , 1.300 , 0.001300 , 0.01030 ทุกตัวมีเลขนัยสำคัญเท่ากับ 4 ตัว 5. ตัวเลข 0 ที่อยู่ปลายทางขวามือของตัวเลขจำนวนเต็มอาจบ่งชี้เลขนัยสำคัญได้ไม่ชัดเจน เช่น 1,200 ควรเขียนในรูป 1.200 x 1,000 หรือ 1.20 x 1,000 ซึ่งมีเลขนัยสำคัญ 4 และ 3

6. การปัดทศนิยม 1. ถ้าตัวเลขตัวสุดท้ายทางขวามือเป็น 0 1 2 3 หรือ 4 ให้ตัดทิ้งไป เช่น ถ้าต้องการเลขนัยสำคัญ 3 ตัว ของ 3.141 จะได้ 3.14 และ 6.063 จะได้ 6.06 2. ถ้าตัวเลขตัวสุดท้ายทางขวามือเป็น 5 6 7 8 หรือ 9 ให้เพิ่มค่าเลขตัวสุดท้ายอีก 1 ค่า เช่น ถ้าต้องการเลขนัยสำคัญ 2 ตัว ของ 6.07 จะได้ 6.1 หรือ 8.16 จะได้ 8.2 3. ถ้าต้องการปัดตัวเลขออกมากกว่า 1 ตัว โดยตัวที่ปัดออกมีค่ามากกว่า 50 , 500 5,000 ฯลฯ ให้เพิ่มค่าตัวสุดท้ายอีก 1 ค่า เช่น ถ้าต้องการเลขนัยสำคัญ 3 ตัวของ 2.5647 จะได้ 2.56 (4750) และ 1.3559 จะได้ 1.36 (5950)

ตัวอย่างที่ 1.1 จงหาค่าของเลขนัยสำคัญต่อไปนี้ 3.824 + 686.4 7. การบวก และลบเลขนัยสำคัญ ในการคิดคำนวณนั้นใช้หลักการบวกและลบทศนิยมโดยปกติ แต่ต้องให้ผลลัพธ์จากการบวกลบนี้มีตำแหน่งของตัวเลขหลังจุดทศนิยมเท่ากับตำแหน่งของตัวเลขหลังจุดทศนิยมที่น้อยที่สุด เมื่อเทียบกับเลขนัยสำคัญทั้งสองค่า ตัวอย่างที่ 1.1 จงหาค่าของเลขนัยสำคัญต่อไปนี้ 3.824 + 686.4 วิธีทำ 3.824 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว 686.4 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว 3.8 686.4 690.2 + สรุปว่า ผลรวมของเลขนัยสำคัญ 3.824 + 686.4 ได้เลขนัยสำคัญ คือ 690.2

ตัวอย่างที่ 1.2 จงหาค่าผลต่างของเลขนัยสำคัญต่อไปนี้ 82.25 – 76.1 วิธีทำ 82.25 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว 76.1 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว พิจารณาเลขนัยสำคัญทั้ง 2 พบว่า 76.1 มีตำแหน่งตัวเลขหลังจุดทศนิยมน้อยที่สุด คือ 1 ตำแหน่ง ดังนั้น 82.25 ปัดแล้วได้ค่า 80.3 เมื่อตั้งลบแล้วจะได้ 82.3 76.1 6.2 - สรุปว่า ผลต่างของเลขนัยสำคัญ 82.25 – 76.1 ได้ค่าเลขนัยสำคัญ คือ 6.2

ตัวอย่างที่ 1.3 จงหาผลคูณของเลขนัยสำคัญ 2 จำนวนนี้ 7.45 x 3.1 8. การคูณ และการหาร เลขนัยสำคัญ ในการคิดหาคำตอบผลลัพธ์จะได้ จำนวนเลขนัยสำคัญที่น้อยที่สุดในกลุ่มของตัวตั้งหรือตัวหาร ตัวอย่างที่ 1.3 จงหาผลคูณของเลขนัยสำคัญ 2 จำนวนนี้ 7.45 x 3.1 วิธีทำ 7.45 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว 3.1 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว ให้นำเลขนัยสำคัญทั้งสองค่าคูณกันก่อน ดังนี้ 7.45 คำตอบ คือ 23.095 แต่เนื่องจากต้องการให้ผลลัพธ์จากการคูณนี้มีเลขนัยสำคัญเท่ากับตัวตั้งที่มีเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด คือ 2 ตัว ดังนั้นปัดค่า 23.095 ได้ 23.1 X 3.1 745 + 2235 23.095

ตัวอย่างที่ 1.4 จงหาคำตอบของเลขนัยสำคัญของ 26.5  3.0 วิธีทำ 26.5 3.0 = 8.8333 พิจารณาตัวตั้งและตัวหารพบว่า ตัวหารมีเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด คือ 2 ตัว ดังนั้นจึงปัดค่า 8.8333 ได้ 8.8 สรุป คำตอบของ 26.5  3.0 = 8.8

1.5 ปริมาณทางฟิสิกส์ เมื่อพิจารณาปริมาณต่างๆ ที่พบเห็นกันอยู่เสมอในวิชาวิทยาศาสตร์ และในชีวิตประจำวัน เช่น มวล ความยาว แรง ความเร็ว น้ำหนัก เป็นต้น จะพบว่าปริมาณบางอย่างบอกแต่ขนาดอย่างเดียวก็มีความหมายสมบูรณ์ แต่บางกรณีบางอย่างบอกเฉพาะขนาดอย่างเดียวก็มีความหมายไม่สมบูรณ์ ต้องบอกทิศทางควบคู่ไปด้วย ปริมาณในทางฟิสิกส์ออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. ปริมาณสเกลาร์ (Scalar Quantities) เป็นปริมาณที่บอกแต่ขนาดเพียงอย่างเดียวมีความหมายไม่สมบูรณ์ เช่น มวล ความยาว เวลา ระยะทาง ปริมาตร อุณหภูมิ งาน พลังงาน ฯลฯ 2. ปริมาณเวกเตอร์ (VectorQuantities) เป็นปริมาณที่จะต้องระบุทั้งขนาดและทิศทางจึงจะมีความสมบูรณ์ เช่น การขจัด ความเร็ว แรง ความเร่ง โมเมนตัม ทอร์ก สนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก ฯลฯ