กรกฎาคม 24, 2026

ของไหล ฟิสิกส์ สรุปเนื้อหาครบ! สูตรสำคัญ! พร้อมตัวอย่างโจทย์และแนวข้อสอบ

Key Takeaways:

เนื้อหาฟิสิกส์ ม.6 หัวข้อสำคัญที่น้อง ๆ สายวิทยาศาสตร์จะพลาดไม่ได้เลยคือเรื่อง ของไหล (Fluids) ซึ่งเป็นบทเรียนที่อธิบายพฤติกรรมของสสารที่สามารถไหลได้ ได้แก่ ของเหลวและแก๊ส โดยบทนี้จะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนหลักคือ ของไหลสถิต (ของไหลที่อยู่นิ่ง) และพลศาสตร์ของไหล (ของไหลที่กำลังเคลื่อนที่) นอกจากนี้ ของไหล ม.6 ยังเป็นหนึ่งในหัวข้อที่ถูกนำมาออกข้อสอบ A-Level ฟิสิกส์ เป็นประจำทุกปี ในบทความนี้ พี่ ๆ ได้สรุปนิยาม สูตรคำนวณพื้นฐาน และตัวอย่างโจทย์อย่างละเอียด เพื่อช่วยให้น้อง ๆ สามารถอัปคะแนนสอบที่โรงเรียนและเตรียมพร้อมลงสนามจริงได้อย่างมั่นใจเต็มร้อย!

ยินดีต้อนรับน้อง ๆ และผู้ที่กำลังสนใจเนื้อหาฟิสิกส์ ม.ปลาย ทุกคนครับ! ในวิชาฟิสิกส์ ม.6 หนึ่งในปรากฏการณ์ธรรมชาติที่น่าทึ่งและมีความสำคัญที่สุดในการอธิบายสิ่งต่าง ๆ รอบตัว ตั้งแต่เรื่องใกล้ตัวอย่างทำไมเรือเหล็กขนส่งสินค้าขนาดใหญ่ถึงลอยน้ำได้ ไปจนถึงหลักการกลศาสตร์ที่ทำให้เครื่องบินลำยักษ์บินขึ้นสู่ท้องฟ้า ก็คือ เรื่องของไหล (Fluids) ซึ่งเป็นหัวข้อคำนวณยอดฮิตในข้อสอบ ม.ปลาย และข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย บทความนี้จะพาน้อง ๆ ไปเจาะลึกแบบละเอียด ตั้งแต่นิยามพื้นฐานของ ความหนาแน่น ความดัน แรงลอยตัว ตลอดจนพลศาสตร์ของไหล สูตรคำนวณ และตัวอย่างโจทย์ที่มักเจอในข้อสอบ รับรองว่าอ่านจบจะเข้าใจและทำข้อสอบได้อย่างแน่นอนครับ!

สมัครเรียน คอร์สฟิสิกส์ ม.ปลาย : ของไหล ฟิสิกส์ ม.6 กับ OnDemand

ของไหลคืออะไร ? แตกต่างจากของแข็งอย่างไร ?

ในทางฟิสิกส์ ของไหล (Fluid) คือ สสารที่สามารถเปลี่ยนรูปร่างได้อย่างต่อเนื่องเมื่อมีแรงเฉือน (Shear stress) มากระทำ หรือพูดง่าย ๆ คือ สสารที่สามารถ “ไหล” และเปลี่ยนรูปร่างไปตามภาชนะที่บรรจุได้นั่นเอง สิ่งนี้ทำให้ของไหลครอบคลุมสถานะทั้ง ของเหลว (Liquids) และ แก๊ส (Gases) ซึ่งแตกต่างจากของแข็งที่มีรูปร่างและปริมาตรคงที่แน่นอนเนื่องจากมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่งกว่า

สมบัติพื้นฐานของของไหล: ความหนาแน่นและความดัน

เมื่อศึกษาของไหลสถิต (Fluids at rest) มีปริมาณพื้นฐาน 2 ปริมาณที่เราจำเป็นต้องเข้าใจและนำไปใช้คำนวณ ได้แก่ ความหนาแน่น และ ความดัน

ความหนาแน่น (Density)

ความหนาแน่น $\rho$ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตรของสารนั้น มีหน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ${kg/m}^3$ คำนวณได้จากสูตร:

\rho = \frac{m}{V}

$m$ คือ มวลของสาร $kg$
$V$ คือ ปริมาตรของสาร ${m}^3$

ความดันของเหลว (Pressure)

ความดัน $(P)$ คือ อัตราส่วนของแรงที่กระทำตั้งฉากต่อพื้นที่ มีหน่วยเป็น นิวตันต่อตารางเมตร $({N/m}^2)$ หรือ พาสคัล $(\text{Pa})$

P = \frac{F}{A}

สำหรับของเหลว ความดันของของเหลวที่ระดับความลึกใดๆ คือ ความดันเนื่องจากน้ำหนักของของเหลวที่อยู่เหนือบริเวณนั้นขึ้นไปจนถึงผิวบนของของเหลวนั้น :

P_L = \rho g h

หากเราพิจารณาความดันรวมที่กระทำ ณ จุดนั้น จะต้องบวกด้วย ความดันบรรยากาศ (Atmospheric Pressure: $P_a$ ) ที่กดทับลงมาที่ผิวหน้าของของเหลวด้วย เรียกว่า ความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure: $P$ ):

P = P_a + P_L = P_a + \rho g h

แรงลอยตัวและหลักการของอาร์คิมีดีสคืออะไร ?

เมื่อเราหย่อนวัตถุลงในของไหล จะมีแรงดันจากของไหลกระทำต่อวัตถุในทุกทิศทาง แต่แรงดันที่กระทำต่อผิวส่วนล่างจะมากกว่าผิวส่วนบนเสมอเนื่องจากมีความลึกมากกว่า ผลต่างของแรงดันนี้ทำให้เกิดแรงลัพธ์ในแนวตั้งฉากชี้ขึ้น เรียกว่า แรงลอยตัว (Buoyant Force: $F_B$ )

หลักการของอาร์คิมีดีส (Archimedes’ Principle) กล่าวว่า “แรงลอยตัวที่กระทำต่อวัตถุที่จมในของไหลบางส่วนหรือทั้งหมด จะมีขนาดเท่ากับน้ำหนักของของไหลที่ถูกวัตถุนั้นแทนที่” เราสามารถสรุปเป็นสูตรคำนวณได้ดังนี้:

F_B = \rho_{\text{fluid}} V_{\text{แทนที่}} g

$rho_{\text{fluid}$ คือ ความหนาแน่นของของไหล $(\text{kg/m}^3)$
$V_{\text{แทนที่}$ คือ ปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมอยู่ในของไหล ${m}^3$
$g$ คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก $\text{m/s}^2$

ความตึงผิว (Surface Tension: $\gamma$ )

แรงตึงผิวคือ แรงที่พยายามยึดผิวหน้าของของเหลวเอาไว้ มีทิศขนานกับผิวของเหลวและตั้งฉากกับเส้นขอบที่ของเหลวสัมผัส:
$\gamma = \dfrac{F}{L}$

$F$ = แรงตึงผิว
$L$ = ความยาวของเส้นขอบที่วัตถุสัมผัสของเหลว (เช่น ถ้าเป็นห่วงวงกลมจะมีผิวสัมผัส 2 ด้าน $L = 2 \times 2\pi r$

ความหนืดและกฎของสโตกส์ (Viscosity)

เมื่อวัตถุทรงกลมรัศมี

r

เคลื่อนที่ในของไหลที่มีความหนืด จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่เรียกว่า แรงหนืด

(F_v)

หาได้จากกฎของสโตกส์:

F_v = 6\pi \eta r v

$\eta$ = ความหนืดของของไหล
$v$ = ความเร็วของวัตถุทรงกลม

กฎของพาสคัล และเครื่องอัดไฮดรอลิก

กฎของพาสคัลกล่าวว่า “เมื่อเพิ่มความดันให้แก่ของไหลที่อยู่นิ่งในภาชนะปิด ความดันที่เพิ่มขึ้นจะถูกส่งผ่านไปยังทุก ๆ จุดในของไหลอย่างเท่ากัน” หลักการนี้ถูกนำมาสร้าง เครื่องอัดไฮดรอลิก (Hydraulic Press) เพื่อช่วยทุ่นแรง:

\frac{f}{a} = \frac{W}{A}

$f$ = แรงที่ใช้กดที่ลูกสูบเล็ก
$a$ = พื้นที่หน้าตัดของลูกสูบเล็ก
$W$ = น้ำหนักหรือแรงที่ยกได้ที่ลูกสูบใหญ่
$A$ = พื้นที่หน้าตัดของลูกสูบใหญ่

พลศาสตร์ของไหลและสมการแบร์นูลลี

เมื่อของไหลเกิดการเคลื่อนที่ เราจะเข้าสู่เนื้อหาของ พลศาสตร์ของไหล (Fluid Dynamics) โดยในระดับ ม.ปลาย เราจะศึกษาผ่านแบบจำลอง ของไหลอุดมคติ (Ideal Fluid) ซึ่งมีสมบัติคือ ไม่มีความหนืด, มีการไหลอย่างสม่ำเสมอ, ไม่สามารถอัดได้ (ความหนาแน่นคงตัว), และไหลโดยไม่หมุน
เมื่อของไหลอุดมคติไหลไปตามท่อที่มีขนาดพื้นที่หน้าตัดเปลี่ยนแปลง ปริมาณสำคัญที่เราต้องพิจารณามี 2 สมการหลัก ดังนี้

สมการความต่อเนื่อง (Equation of Continuity)

ระบุว่าอัตราการไหลเชิงปริมาตร ( $Q$ ) ของของไหลผ่านทุก ๆ หน้าตัดของท่อมีค่าคงตัวเสมอ:

Q = A_1 v_1 = A_2 v_2

$A$ คือ พื้นที่หน้าตัดของท่อ
$v$ คือ อัตราเร็วของของไหล

สมการแบร์นูลลี (Bernoulli’s Equation)

เกิดจากกฎการอนุรักษ์พลังงานของของไหล ระบุว่าผลรวมของความดัน, พลังงานจลน์ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร, และพลังงานศักย์ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ณ จุดใด ๆ ในสายงานการไหล มีค่าคงตัว:

P_1 + \dfrac{1}{2}\rho v_1^2 + \rho g h_1 = P_2 + \dfrac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho g h_2

ตัวอย่างข้อสอบฟิสิกส์ A-Level เรื่อง ของไหล

วัตถุทรงกระบอกตันมีพื้นที่หน้าตัดเท่ากับ

A

ตารางเมตร ลอยนิ่งอยู่ในของเหลวชนิดหนึ่ง ดังรูป

ค่าความดันสัมบูรณ์ในของเหลว ณ จุด

\text{O}

ซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกเดียวกับผิวล่างของกระบอกพอดีมีค่าเท่ากับ

P_1

พาสคัล กำหนดให้ ความดันบรรยากาศมีค่าเท่ากับ

P_0

พาสคัล และความเร่งโน้มถ่วงของโลกมีขนาดเท่ากับ

g

คำถาม ทรงกระบอกนี้มีมวลกี่กิโลกรัม

$\frac{A}{g}(P_1 – P_0)$
$1,000g \, A \frac{P_1}{P_0}$
$\frac{A}{g}\sqrt{P_1^2 – P_0^2}$
$\frac{AP_1}{1,000g \, P_0}$
$\frac{A}{g}P_1$

วิธีทำ ค่าความดันสัมบูรณ์ในของเหลว ณ จุด

\text{O}

ซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกเดียวกับผิวล่างของกระบอกพอดี และความดันบรรยากาศสำหรับผิวบนของกระบอก จะทำให้เกิดแรงกระทำต่อวัตถุเป็น

P_1 A

และ

P_0 A

ตามลำดับ ดังรูป

วัตถุลอยนิ่งอยู่ในของเหลว จะได้ว่า

$\Sigma F_y = 0$
$P_1 A = P_0 A + mg$
$(P_1 - P_0)A = mg$

ดังนั้น $m = \frac{A}{g}(P_1 – P_0)$ คำตอบที่ถูกต้อง คือ ข้อ 1.

เรียนเรื่องของไหล ฟิสิกส์ ม.6 กับ OnDemand

สำหรับน้อง ๆ ที่กำลังเผชิญหน้ากับความยากของบทของไหล การทำความเข้าใจเนื้อหาที่มีสูตรจำนวนมากอาจดูเป็นเรื่องยาก แต่ที่ OnDemand เรามีคอร์สฟิสิกส์ ม.ปลาย : ของแข็ง ของเหลว และของไหล ที่สรุปเนื้อหาจากยากให้เป็นเรื่องง่าย ด้วยสไตล์การสอนแบบคิดวิเคราะห์ เชื่อมโยงแนวคิดอย่างเป็นระบบ พร้อมพาตะลุยโจทย์ แทรก Youtube ของแข็ง ของเหลว และของไหล | ตัวอย่างคอร์สเรียน ฟิสิกส์ ม.ปลาย | OnDemand หรือน้อง ๆ ที่กำลังกำลังเตรียมตัวสอบ A-Level ฟิสิกส์เพื่อเข้ามหาวิทยาลัย แนะนำคอร์สเรียนอย่าง V-Series Physics TCAS เล่ม 4 : กลุ่มสมบัติสาร ที่จะช่วยให้น้อง ๆ เก็บแต้มวิชาฟิสิกส์ได้อย่างแม่นยำ สอบถามรายละเอียดคอร์สเรียนฟิสิกส์เพิ่มเติมได้ที่

Add Line : Ondemand Education
โทรศัพท์ : 02-251-9456 (08.00-20.00)

อ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2564). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5. พิมพ์ครั้งที่ 1. สกสค. ลาดพร้าว.

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับของไหล ม.6 (FAQs)

Q: ความดันเกจและความดันสัมบูรณ์แตกต่างกันอย่างไร ?

A: ความดันเกจ ( $P_g$ ) คือความดันที่วัดได้เทียบกับความดันบรรยากาศ โดยมีค่าเป็นศูนย์ (0) ที่ระดับความดันบรรยากาศปกติ ส่วนความดันสัมบูรณ์ ( $P$ ) คือความดันรวมทั้งหมด ณ จุดนั้น ซึ่งเกิดจากการนำความดันเกจมารวมกับความดันบรรยากาศภายนอกเสมอ ( $P = P_a + P_g$ )

Q: หากเราดำน้ำลึกเท่ากันในน้ำจืดและน้ำทะเล ความดันที่ตัวเราได้รับจะเท่ากันไหม ?

A: ไม่เท่ากันครับ เนื่องจากน้ำทะเลมีความหนาแน่น ([/katex]rho[/katex]) มากกว่าน้ำจืดตามธรรมชาติ จากสูตรความดันเกจ $P_g = \rho gh$ เมื่อความลึก ( $h$ ) และค่า ( $g$ ) เท่ากัน ปัจจัยที่มีผลคือความหนาแน่น ดังนั้น การดำน้ำในน้ำทะเลจะทำให้เราได้รับความดันที่มากกว่าการดำน้ำในน้ำจืดที่ความลึกเท่ากันครับ

Q: เครื่องบินลอยขึ้นสู่อากาศได้ด้วยหลักการใดในเรื่องของไหล ?

A: เครื่องบินสามารถยกตัวขึ้นได้โดยอาศัย สมการเบอร์นูลลี ครับ โดยปีกเครื่องบินถูกออกแบบให้มีความโค้งทางด้านบน ทำให้เมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่ อากาศด้านบนปีกจะไหลเร็วกว่าอากาศใต้ปีก จากหลักการของเบอร์นูลลี บริเวณที่ความเร็วของของไหลสูงจะมีความดันต่ำ ส่งผลให้อากาศใต้ปีกที่มีความเร็วต่ำกว่ามีความดันที่สูงกว่า เกิดเป็นแรงยกปีกเครื่องบินขึ้นสู่อากาศนั่นเอง

OnDemand Team

ทีมวิชาการและแนะแนวการศึกษา OnDemand | OnDemand Academic & Career Advisory Team

ทีมพี่ ๆ ติวเตอร์ที่มีความเชี่ยวชาญด้านวิทย์-คณิต และการเตรียมสอบ TCAS (TGAT, TPAT, A-Level) ประสบการณ์กว่า 18 ปี พร้อมดูแลน้อง ๆ ในสไตล์แบบ “”พี่สอนน้อง”” ที่เน้นความเข้าใจจริง เทคนิคทำโจทย์แม่นยำ เป็นพาร์ตเนอร์ทางการศึกษาที่น่าเชื่อถือของน้อง ๆ และผู้ปกครอง

บทความอื่นๆ