รินน้ำด้วยเชือก (010)

รินน้ำด้วยเชือก

หลักการ การทดลอง

      การรินน้ำด้วยเชือก คือ การถ่ายเทน้ำโดยมีเชือกเป็นตัวกลาง ซึ่งปลายเชือกด้านหนึ่งจะอยู่ในขวดน้ำ และอีกด้านหนึ่งจะอยู่ในภาชนะที่รองรับน้ำที่ต้องอยู่ในต่ำแหน่งที่ต่ำกว่าขวดน้ำที่จะริน  แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำและน้ำหนักของน้ำในเชือกจะไหลจากที่สูงลงมาสู่ที่ต่ำ โดยเชือกนั้นจะเป็นตัวกลาง เหมือนสะพานที่เรียงไปด้วยน้ำที่จะถ่ายลงไปยังภาชนะที่รองรับ

บูมเมอแรง (010)

 บูมเมอแรง boomerang 

เป็นชื่อเครื่องมือที่ชนพื้นเมืองอะบอริจินในออสเตรเลียคิดประดิษฐ์ขึ้นใช้ พัฒนามาจากอาวุธล่าสัตว์ที่เรียกว่า killer stick หรือ ท่อนไม้พิฆาต ใช้ขว้างสัตว์แต่ไม่สามารถวกกลับคืนมาสู่เจ้าของได้เช่น บูมเมอแรง   พวกอะบอริจินใช้บูมเมอแรงในการล่านก และใช้ขว้างแข่งกันเพื่อดูว่า บูมเมอแรงของผู้ใดจะกลับคืนสู่มือเจ้าของได้เร็วกว่ากัน                   บูมเมอแรงยุคแรก ๆ ทำจากรากไม้และกิ่งไม้ แต่ปัจจุบันไม้หายาก จึงเปลี่ยนมาใช้พลาสติกเป็นวัสดุแทน บางทีก็ทำจากไม้อัด แต่วัสดุไม่มีผลต่อการพุ่งของบูมเมอแรง หลักใหญ่อยู่ที่มุมและความหนาของตัวบูมเมอแรงเท่านั้น   ถ้าทำมุมไม่พอเหมาะบูมเมอแรงอาจไม่วกกลับมายังผู้ขว้าง                   เคล็ดการแหวกอากาศของบูมเมอแรงเป็นหลักเดียวกับที่ทำให้เครื่องบินบินได้ คือ ด้านบนปีกทั้งสองข้างหนา ส่วนด้านล่างแบนราบ   อากาศที่ผ่านตรงส่วนที่หนาจะเดินทางได้ไกลและเร็วกว่า ความกดอากาศจึงน้อยกว่าด้านล่างซึ่งบางกว่า   ดังนั้นความกดที่สูงกว่าจึงยกบูมเมอแรงให้ลอย ส่วนการหมุนกลับมายังผู้ขว้างนั้น   อยู่ที่เทคนิคในขณะขว้าง   ผู้ขว้างจะต้องบิดข้อมือให้ได้จังหวะเพื่อให้บูมเมอแรงหมุนติ้ว แล้ววกกลับมายังที่เดิมคนที่ขว้างบูมเมอแรงเก่ง ๆ สามารถขว้างให้มันหมุนติ้วตีวงถึงสี่ห้าวงกลางอากาศ ก่อนจะวกกลับมาสู่มือเจ้าของอีกครั้ง                   ทุกวันนี้บูมเมอแรงเป็นของเล่นที่นิยมเล่นกันทั่วโลก โดยเฉพาะเด็ก ๆ ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งส่วนใหญ่เล่นเบสบอล การขว้างบูมเมอแรงก็คล้ายกับการขว้างลูกเบสบอล   พวกเด็ก ๆ   เหล่านี้จึงทำบูมเมอแรงเป็นรูปทรงต่าง ๆ เพื่อให้บูมเมอแรงของตนพุ่งไปได้ไกลที่สุด และใช้เวลาเดินทางสั้นที่สุด                   สถิติการขว้างบูมเมอแรงที่แข่งขันกันในสหรัฐอเมริกานั้นระยะทางไกลที่สุดที่มีผู้ขว้างได้คือ ๑๔๕ เมตร ประมาณเท่าครึ่งของความยาวสนามฟุตบอล ส่วนเวลาที่สั้นที่สุด คือ ๒ นาที ๕๙   วินาที “ ข้อมูลสนับสนุนจากหนังสือ ๑๐๘ ซองคำถาม สำนักพิมพ์สารคดี ”

ผู้เชี่ยวชาญ (010)

ผู้เชี่ยวชาญ

นายณัฐพงศ์   เสนขวัญแก้ว
อยากเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการสอนฟิสิกส์ เรื่องไฟฟ้า

ว่าว (010)

ว่าว

หลักการ

          ว่าวต้องอาศัยลม ลมเป็นปัจจัยที่เราไม่อาจควบคุมได้ บางวันลมแรง บางวันลมอ่อน เราจะควบคุมได้ก็เพียงตัวว่าวของเราเองเมื่อว่าวปะทะลม จะมีแรงมาเกี่ยวข้องด้วยคือ แรงจากน้ำหนักของว่าว แรงฉุดไปตามทิศทางของลม และแรงยกในทิศทางตรงข้ามของน้ำหนัก ผลรวมของแรงทั้งสาม เกิดเป็นแรงลัพท์ที่ทำให้ว่าวลอยขึ้นไปได้ และทิศทางของแรงลัพท์นี้ จะอยู่ในแนวเดียวกับแนวเชือกว่าวที่ต่อออกจากคอซุงพอดีสำหรับการดูว่าว่าวตัวใดจะขึ้นหรือไม่ เราพอจะดูได้จากความหนาแน่นของว่าว เมื่อคิดเป็นน้ำหนักต่อพื้นที่ตามสูตร D = W/S เมื่อ D คือความหนาแน่นของว่าว W คือน้ำหนักของว่าวทั้งตัว รวมเชือกด้วย และ S เป็นพื้นที่ปะทะลม ซึ่งก็คือ พื้นที่กระดาษที่ปิดตัวว่าวนั่นเองสมมติน้ำหนักของว่าวเท่ากับ 200 กรัม (0.2 กิโลกรัม) พื้นที่ปะทะลม 1 ตารางเมตร ว่าวตัวนี้จะมีความหนาแน่น 0.2 ถ้าความหนาแน่นของว่าวเป็น 1 จะเหมาะกับสภาพลมแรง 0.5 เหมาะกับลมปานกลาง และ 0.2 เหมาะกับลมอ่อน

โครงงานของเล่นฟิสิกส์ (010,024)

ชื่อโครงงาน: ปืนยิงลูกบอล

จัดทำโดย: 1.นายณัฐพงศ์  เสนขวัญแก้ว รหัส 5681107010

                  2.นางสาวพรรณิษา สมทรัพย์ รหัส 5681107024

อุปกรณ์ที่ใช้ :

1.ขวดพลาสติก หรือขวด PET 2 ขวด : ขนาดเล็ก 1 ใบ ใหญ่ 1 ใบ ล้างให้สะอาด
2.หนังสติ๊ก : เส้นเล็ก 2 เส้น
3.หัวแร้งไฟฟ้า, เทปกาว, มีดคัตเตอร์, เชือก

ขั้นตอนการประดิษฐ์ :

1.ใช้หัวแร้งไฟฟ้าเจาะรูตรงกลางฝาขวดพลาสติก ทั้ง 2 ฝา
2.ใช้มีดคัตเตอร์ และ กรรไกร ตัดขวดพลาสติกใบเล็ก ตรงส่วนต่อระหว่างโค้งหัวขวดกับตัวขวด และตัดขวดพลาสติกใบใหญ่ ตรงก้นขวด
3.ใช้หัวแร้งไฟฟ้าเจาะรูบนขวดพลาสติก 2 รู ด้านตรงกันข้าม ให้รูห่างจากรอยตัดสัก 5 มม. ของขวดพลาสติกตั้ง 2 ใบ
4.ใช้เชือกยาวประมาณ 2 ฟุต ร้อยปลายด้านหนึ่ง ผ่านรูด้านนอกของฝาขวดพลาสติกใบใหญ่ ทะลุเข้าไปในขวดฯ แล้วร้อยผ่านรูด้านนอกของฝาขวดพลาสติกใบเล็ก ผูกปมขนาดใหญ่กว่ารูที่เจาะ เพื่อมิให้เชือกหลุดรอดกลับได้
5.ร้อยหนังสติ๊กผ่านรูที่เจาะไว้ข้างขวดใบเล็ก สอดปลายให้ยึดติดกับขวดใบเล็ก แล้วสอดปลายผ่านรูด้านในของขวดใบใหญ่ ทำเหมือนกันเช่นนี้ ทั้ง 2 ด้าน
6.ยึดปลายหนังสติ๊กที่ผ่านรูข้างขวดใบใหญ่ โดยใช้เชือกร้อยยึดไว้

วิธีเล่น :

หาวัสดุน้ำหนักเบามาเป็นกระสุน เช่น ลูกปิงปอง, ดินน้ำมันปั้นก้อนกลม, ก้อนกระดาษ
วางกระสุนลงในขวดใบเล็ก ใช้มือหนึ่งจับด้านนอกของขวดใบใหญ่ อีกมือหนึ่งดึงเชือกให้รั้งลงมาด้านปากขวด แล้วปล่อยมือ กระสุนจะพุ่งออกไปข้างหน้า

หลักการทางฟิสิกส์ :

      เมื่อเราดึงเชือกไปด้านหลัง จะเกิดการสะสมพลังงานศักย์ในเส้นยางหนังสติ๊ก เมื่อปล่อยมือ พลังงานศักย์ที่สะสมไว้ในเส้นยาง จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ถ่ายให้กับขวดใบเล็กและกระสุน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า เมื่อขวดใบเล็กเคลื่อนที่ผ่านปากขวดใบใหญ่ จะถูกรั้งให้หยุดด้วยหนังสะติ๊ก พลังงานจลน์จะถ่ายเทต่อให้กับกระสุน ส่งผลให้กระสุนวิ่งตรงต่อไปข้างหน้าด้วยความเร็ว

สรุป

  การใช้ชุดของเล่น  ปืนยิงลูกบอลสามารถอธิบายให้เข้าใจ เรื่องพลังงานศักย์ พลังงานจลน์ การถ่ายเทพลังงาน การเคลื่อนที่ได้ เนื่องจากในเรื่องดังกล่าวมีเนื้อหาและทฤษฎีที่เข้าใจยาก จึงต้องใช้ชุดของเล่นหรืออุปกรณ์ ในการอธิบายเพิ่มเติม

ของเล่นจากลูกโป่ง (รถพลังงานลม) (010)

รถพลังงานลม

อุปกรณ์ 
1. ขวดเปล่า  
2. ธูป  
3. ไฟแช็ค   
4. ลวดไม้แขวนเสื้อ  
5. ลูกโป่ง
6. ล้อรถเด็กเล่นที่ไม่ได้ใช้แล้ว  
7. หลอดกาแฟงอได้  
8. หนังยาง

วิธีทำ
1. นำขวดเปล่ามาเจาะรู 4 ด้านสำหรับใส่ล้อ เจาะรูด้านบนขวด 1 รูและ     ก้นขวดเจาะรูใหญ่ 1 รู
2. ประกอบล้อรถโดยใช้ไม้แขวนเสื้อ เป็นตัวยึด ผ่านรูที่เจะไว้
3. นำหลอดกาแฟเสียบเข้าไปในขวดที่เจาะรูไว้ด้านบน และดึงปลายหลอดออกอีกด้านผ่านรูที่เจาะไว้ก้นขวด
4. นำลูกโป่งมามัดติดกับหลอดด้วยหนังยาง ทางด้านบนของขวด
5. เป่าลูกโป่งแล้วค่อยๆ ปล่อยลมออกจากลูกโป่งให้ลูกโป่งเคลื่อนที่ตามแรงดันลม

หลักการทางฟิสิกส์
หลักการทำงานสอดคล้องกับกฏการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตัน “แรงปฏิกิริยา มีขนาดเท่ากับแรงกิริยา”  นั้นคือแรงดันลมที่ออกจากลูกโป่งมีค่าเท่าไดก็จะมีแรงดันรถด้วยค่าเท่านั้นด้วย

ของเล่นที่ใช้หนังสติ๊กเป็นตัวจ่ายพลังงาน(ปืนยิงลูกบอล) (010)

ปืนยิงลูกบอล

อุปกรณ์ที่ใช้ 

1. ขวดพลาสติก หรือขวด PET 2 ขวด : ขนาดเล็ก 1 ใบ ใหญ่ 1 ใบ ล้างให้สะอาด
2. หนังสติ๊ก : เส้นเล็ก 2 เส้น
3. อุปกรณ์ : หัวแร้งไฟฟ้า, เทปกาว, มีดคัตเตอร์, เชือก

ขั้นตอนการประดิษฐ์ 

1. เจาะรูตรงกลางฝาขวดพลาสติก ทั้ง 2 ฝา
2. ใช้มีดคัตเตอร์ และ กรรไกร ตัดขวดพลาสติกใบเล็ก ตรงส่วนต่อระหว่างโค้งหัวขวดกับตัวขวด และตัดขวดพลาสติกใบใหญ่ ตรงก้นขวด
3. เจาะรูบนขวดพลาสติก 2 รู ด้านตรงกันข้าม ให้รูห่างจากรอยตัดสัก 5 มม. ของขวดพลาสติกตั้ง 2 ใบ
4. ใช้เชือกยาวประมาณ 2 ฟุต ร้อยปลายด้านหนึ่ง ผ่านรูด้านนอกของฝาขวดพลาสติกใบใหญ่ ทะลุเข้าไปในขวดฯ แล้วร้อยผ่านรูด้านนอกของฝาขวดพลาสติกใบเล็ก ผูกปมขนาดใหญ่กว่ารูที่เจาะ เพื่อมิให้เชือกหลุดรอดกลับได้
5. ร้อยหนังสติ๊กผ่านรูที่เจาะไว้ข้างขวดใบเล็ก สอดปลายให้ยึดติดกับขวดใบเล็ก แล้วสอดปลายผ่านรูด้านในของขวดใบใหญ่ ทำเหมือนกันเช่นนี้ ทั้ง 2 ด้าน
6. ยึดปลายหนังสติ๊กที่ผ่านรูข้างขวดใบใหญ่ โดยใช้เชือกร้อยยึดไว้

วิธีเล่น

1. หาวัสดุน้ำหนักเบามาเป็นกระสุน เช่น ลูกปิงปอง, ดินน้ำมันปั้นก้อนกลม, ก้อนกระดาษ
2. วางกระสุนลงในขวดใบเล็ก ใช้มือหนึ่งจับด้านนอกของขวดใบใหญ่ อีกมือหนึ่งดึงเชือกให้รั้งลงมาด้านปากขวด แล้วปล่อยมือ กระสุนจะพุ่งออกไปข้างหน้า

หลักการทางฟิสิกส์

เมื่อเราดึงเชือกไปด้านหลัง จะเกิดการสะสมพลังงานศักย์ในเส้นยางหนังสติ๊ก เมื่อปล่อยมือ พลังงานศักย์ที่สะสมไว้ในเส้นยาง จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ถ่ายให้กับขวดใบเล็กและกระสุน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า เมื่อขวดใบเล็กเคลื่อนที่ผ่านปากขวดใบใหญ่ จะถูกรั้งให้หยุดด้วยหนังสะติ๊ก พลังงานจลน์จะถ่ายเทต่อให้กับกระสุน ส่งผลให้กระสุนวิ่งตรงต่อไปข้างหน้าด้วยความเร็ว

การสร้างควัน โดยไม่มีไฟ (010)

การสร้างควัน โดยไม่มีไฟ

อุปกรณ์

1.ไม่ขีด 1 กลัก

2.แก้วน้ำ 1 ใบ

วิธีทดลอง

1. ฉีกกระดาษที่เคลือบสารบางอย่างสำหรับจุดไม้ขีดให้ไฟติดออก โดยลอกให้บางที่สุด 
2.นำไปใส่ในแก้ว (อาจใช้จานโลหะ แก้ว กระเบื้องก็ได้) และจุดไฟให้ลุกไหม้ให้หมดในแก้ว จะเห็นสารสีเหลืองออกน้ำตาลติดอยู่ที่แก้ว
3. ใช้นิ้วชี้ปาดให้สารดังกล่าวติดที่นิ้วชี้ และเมื่อขยี้ถูกับนิ้วหัวแม่มือก็จะเกิดควันไฟม้วนตัวขึ้นมา ยิ่งถูก็ยิ่งเกิดควันมากเท่านั้น

หลักการทางวิทยาศาสตร์

สาเหตุที่เกิดควันไฟได้เพราะสารประกอบที่อยู่ข้างกลักไม้ขีดดังกล่าว มีสารฟอสฟอรัสแดงอยู่ที่มีคุณสมบัติสามารถติดไฟได้ที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อเผากระดาษที่มีสารนี้อยู่ก็จะหลุดมาติดที่ผิวแก้ว ในการถูนิ้วมือที่มีสารนี้อยู่จะเกิดความร้อนพออุ่นๆ ก่อให้เกิดควันเป็นสัญญาณการเกิดออกซิเดขึ้นสู่อากาศ

มองกระจกแล้วเขียนชื่อ (010)

มองกระจกแล้วเขียนชื่อ

หลักการทางฟิสิกส์

เมื่อมองเข้าไปในกระจกเงาระนาบจะเห็นภาพตัวอักษรเกิดขึ้นที่หลังกระจก ภาพที่เห็นนี้เกิดจากการสะท้อนของแสงที่กระจก ระยะที่ลากจากวัตถุไปตั้งฉากกับผิวกระจกเรียกว่า ระยะวัตถุ และระยะที่ลากจากภาพไปตั้งฉากกับผิวกระจกเรียกว่า ระยะภาพ

เมื่อวางวัตถุไว้หน้ากระจกเงาระนาบ เราจะมองเห็นวัตถุเพราะมีแสงจากวัตถุมาเข้าตาเรา ส่วนการมองเห็นภาพของวัตถุนั้น เพราะแสงจากวัตถุไปตกกระทบพื้นผิวกระจกเงาระนาบแล้วสะท้อนมาเข้าตาเราอีกทีหนึ่ง ภาพที่เกิดขึ้นเรียกว่า ภาพเสมือน จะปรากฏให้เห็นข้างหลังกระจก และภาพเสมือนไม่สามารถเกิดบนฉากได้ ถ้าเรามองที่ด้านหลังของกระจกเงาระนาบเราจะไม่เห็นภาพ เนื่องจากภาพเสมือนนี้เพียงปรากฏให้เห็นหลังกระจก ( เพราะรังสีของแสงสะท้อนเข้าตา เหมือนกับรังสีนี้มาจากข้างหลังกระจก)

หลักการทำงานของจรวดขวดน้ำ (010)

หลักการทำงานของจรวดขวดน้ำ

ส่วนประกอบของ จรวดขวดน้ำ

     1. ขวด PET (Poly Ethylene Terephthalate) : ขวด PET คือ ขวดพลาสติกที่ใช้ในการใส่เครื่องดื่ม หรือน้ำอัดลม เนื่องจากมีคุณสมบัติคือ มีน้ำหนักเบา มีความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซต่ำ และที่สำคัญคือมีความต้านทานแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี ถ้าหากเราใช้ขวดพลาสติกชนิดอื่น ซึ่งมีความทนต่อแรงดันอากาศต่ำ เมื่อใส่แรงดันอากาศเข้าไป แล้วยิง จรวดขวดน้ำ ก็จะทำให้ จรวดขวดน้ำ ระเบิดได้

     2. ฐานยิงจรวดขวดน้ำ : มีอยู่ 2 แบบคือ ประเภทที่ใช้ระบบปลดเร็ว ซึ่งมี adapter ติดกับตัวจรวดขวดน้ำ และ ฐานยิงจรวดขวดน้ำ แบบไม่ใช้ adapter (สำหรับฐานยิงจรวดขวดน้ำ ที่ผมใช้เป็นฐานยิงจรวดขวดน้ำ ของ  อพวช. อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน มีคุณครูและมืออาชีพด้านจรวดขวดน้ำออกแบบฐานยิงจรวดขวดน้ำหลายๆ รูปแบบ และมีการจำหน่ายทั้วไปตามอินเตอร์เน็ต)

     3. ปีก/ครีบ จรวดขวดน้ำ (Fin) : เป็นส่วนสำคัญที่ช่วยในการบังคับทิศทางของ จรวดขวดน้ำ

     4. หัว จรวดขวดน้ำ : รูปร่างของหัว จรวดขวดน้ำ นั้น มีผลต่อแรงต้าน (drag) และตำแหน่งของจุดศูนย์กลางของแรงต้าน (center of drag) และการออกแบบ จรวดขวดน้ำ ต้องคำนึงถึงความปลอดภัยของจรวดขวดน้ำ และสิ่งที่จรวดขวดน้ำ จะชน

     นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบอื่นที่เราจำเป็นต้องเรียนรู้ ไม่ว่าจะเป็น ขาตั้งจรวดขวดน้ำ การต่อขวด ปั๊มลม แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของจรวดขวดน้ำ ฯลฯ ซึ่งสามารถหาความรู้ได้จากหนังสือ เว็บไซต์ หรือแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำจรวดขวดน้ำ กับผู้มีประสบการณ์และเป็นมืออาชีพโดยตรง ตามโอกาสต่างๆ

การประดิษฐ์ จรวดขวดน้ำ

     1. การเตรียมขวด จรวดขวดน้ำ : ขวดที่ใช้ส่วนใหญ่จะเป็นขวดน้ำอัดลม เล็กหรือใหญ่ก็ได้  เลือกแบบตามชอบ แต่ดูเหมือนขวดแฟนต้า จะมีรูปร่างคล้ายจรวดมากกว่าใคร

     2. การเป่าขวด จรวดขวดน้ำ : ส่วนใหญ่จะเป่าที่ก้นขวด เพื่อให้มีปริมาตรมากขึ้น และมีรูปทรงตามต้องการ

     3. ปากขวดของ จรวดขวดน้ำ : โดยทั่วไปจะคงไว้ตามเดิม แต่กรณีที่มีปัญหา เช่น ใส่ขวดไม่เข้าเพราะปาก จรวดขวดน้ำ เล็กไปหน่อย หรือโอริงโตกว่านิดหน่อย การแก้ไขในกรณีนี้ เราก็ขยายปากขวด จรวดขวดน้ำ ให้กว้างขึ้นนิดหน่อย ก็เป็นอันเรียบร้อย

     4. หัวจรวดของ จรวดขวดน้ำ : หัวจรวดของ จรวดขวดน้ำ เราทำได้หลายแบบ หัวทู่ หัวกลม หัวแหลม ก็ว่ากันไป ขึ้นอยู่กับการทดลองว่าแบบไหนจะเห็นผลมากกว่ากัน แบบนี้ต้องทดลอง

     5. หางจรวดของ จรวดขวดน้ำ : บางทีเรียกปีก ฝรั่งเรียก ฟิน รูปแบบที่ใช้ก็มีหลากหลายรูปแบบ ในทางการหน่อย ถ้ามีพื้นที่มากจะมีแรงต้านมากตามไปด้วยต้องทดลอง และวิเคราะห์ดูว่าขนาดและแบบไหนจะดีที่สุด

     6. ลำตัวของ  จรวดขวดน้ำ : ถ้าไม่เปลี่ยนแปลงก็ใช้ขนาดที่มากับขวด แต่อยากแต่ง ก็จะต้องเป่ากันหน่อย

     7. การต่อขวด จรวดขวดน้ำ : นำขวดมา 2 ใบ ทำให้ใบหนึ่งใหญ่กว่าอีกใบหนึ่งเล็กน้อย พยายามที่จะให้อีกใบหนึ่งสวมเข้าไปได้ ตรงรอยต่อให้ขัดกระดาษทราย เพื่อจะได้ติดแน่นเวลาใส่กาว ไม่ต้องใช้กาวแพงก็ได้ ใช้ 502 ก็ได้ เมื่อกาวทั่วดีแล้ว ทิ้งไว้ อย่างน้อย 24 ชั่วโมง จรวดขวดน้ำ ก็จะใช้ได้ดี และแข็งแรงพอที่จะรับแรงดันได้ 60 ปอนด์

rocket-pwหลักการทางวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับจรวดขวดน้ำ

การเคลื่อนที่ของจรวดขวดน้ำ สามารถอธิบายได้ด้วย กฏการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน (Newton’s Third Law of Motion) ซึ่งอธิบายไว้ว่า “เมื่อมีการกระทำ(หรือแรง)ใดๆ ต่อวัตถุอันหนึ่ง จะปรากฏแรงที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางที่ตรงกันข้าม กระทำกลับต่อแรงนั้นๆ (For every action (force) in nature there is an equal and opposite reaction.)” ยกตัวอย่างง่ายๆ เช่น ให้เด็กคนหนึ่งยืนถือก้อนหินอยู่บนรถเข็นที่ล้อไม่มีความฝืด เมื่อให้เด็กทุ่มก้อนหินออกมา พบว่ารถเข็นจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ตรงข้ามกันกับทิศที่เด็กคนนั้นทุ่มก้อนหินออกมา ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อเด็กออกแรงกระทำต่อก้อนหิน (โดยการทุ่มมันออกมา) ก้อนหินเองก็มีแรงกระทำตอบกลับไปยังเด็ก ซึ่งส่งผลให้รถเข็นที่จอดนิ่งอยู่เฉยๆ เคลื่อนที่ได้ จากกฏการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตัน สามารถนำมาอธิบายถึงสาเหตุที่จรวดพลังน้ำสามารถขับเคลื่อนขึ้นไปได้ ด้วยแรงดันลมที่ถูกบรรจุอยู่ภายในขวด จะขับดันน้ำ พ่นออกทางท้ายของจรวด และส่งผลให้เกิดมีแรงในทิศตรงกันข้ามซึ่งถูกเรียกว่า แรงผลัก หรือ Thrusting Force ผลักดันให้จรวดเคลื่อนที่ไปทางด้านหน้าเช่นกัน

นอกจาก thrust แล้ว ยังมีแรงอื่นๆ ที่มีส่วนสำคัญในการเคลื่อนที่ไป หรือต่อต้านการเคลื่อนที่ของจรวดอีก ซึ่งได้แก่ น้ำหนัก (Weight), แรงต้าน (Drag ), และ แรงยก (Lift )

     1. น้ำหนัก (Weight)  : คือแรงเนื่องจากสนามความโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุ โดยทั่วไปในาการศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ เราจะพิจารณาถึง น้ำหนักรวมของวัตถุ (Total weight) ซึ่งเป็นแรงจากสนามความโน้มถ่วงที่กระทำ ณ ตำแหน่ง จุดศูนย์กลางมวล (Center of Gravity)

     2. แรงต้าน (Drag) : คือ แรงที่ขัดขวางการเคลื่อนที่ของวัตถุ ผ่านในตัวกลางที่เป็นของเหลว (รวมถึงอากาศ) มีทิศในทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงต้านนี้เกิดเนื่องจากความแตกต่างของความเร็วที่ผิวสัมผัสของของแข็ง ในระหว่างที่มันเคลื่อนตัวผ่านไปในของเหลว ดังนั้นทุกๆส่วนของวัตถุจึงมีผลในการก่อให้เกิดแรงด้านนี้ ดังนั้นในการออกแบบจรวด หรืออากาศยานใดๆ จำเป็นต้องพิจารณาถึงรูปร่างของวัตถุนั้นด้วย

     3. แรงยก (Lift) : เป็นแรงที่ทำหน้าที่พยุงอากาศยานให้ลอยได้ในอากาศ แรงยกโดยทั่วไปจะเกิดที่ส่วนของปีก และแพนหาง ที่มีการเคลื่อนที่ และรบกวนในการไหลของอากาศ ให้มีการเบี่ยงเบนทิศทาง ดังนั้นถ้าไม่มีการเคลื่อนที่ก็ไม่เกิดแรงยกขึ้น

หลักการทำงานของโดรน (010)

หลักการทำงานของโดรน

ตัวตรวจจับ

การทำงานแบบนี้จะมีทั้งเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า เซ็นเซอร์ชีวภาพ และเซ็นเซอร์เคมี แบบที่เป็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าจะใช้ทั้งกล้องสเปคตรัมภาพ อินฟราเรด หรือสิ่งที่คล้ายอินฟราเรดเช่นเดียวกับเรดาร์ ตัวตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างเซ็นเซอร์ไมโครเวฟและอัลตร้าไวโอเล็ตนั้นก็กใช้เช่นกัน แต่ไม่มากนัก เซ็นเซอร์ชีวภาพนั้นสามารถตรวจจับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กหรือองค์ประกอบทางชีวิภาพที่ลอยมากทางอากาศได้ เซ็นเซอร์เคมีนั้นจะใช้เลเซอร์เพื่อประเมินส่วนประกอบต่างๆ ที่อยู่ในอากาศ

การขนส่ง

ยูเอวีสามารถขนส่งวัสดุได้หลายอย่างโดยขึ้นอยู่กับตัวยูเอวีเอง โดยส่วนใหญ่นั้นก็จะเป็นการเก็บวัสดุไว้ภายในโครงสร้าง ในแบบที่เป็นเฮลิคอปเตอร์นั้นจะบรรจุวัสดุไว้ด้านนอกหรือข้างใต้ได้ ในแบบที่เป็นอากาศยานปีกนิ่งจะติดตั้งไว้กับโครงสร้าง แค่อากาศพลศาสตร์ของยูเอวีนั้นอาจด้อยลงไป สำหรับกรณีนั้นวัสดุจะต้องบรรจุในหีบห่อเมื่อต้องทำการขนส่ง

การวิจัยทาง

ยูเอวีมีความสามารถที่ไม่เหมือนใครในการเจาะทะลุพื้นที่ซึ่งอาจอันตรายเกินไปสำหรับนักบิน มันเคยถูกใช้ในการตามหาเฮอร์ริเคนในปีพ.ศ. 2549 ในออสเตรเลียมีการออกแบบและผลิตระบบน้ำหนัก 35 ปอนด์ ซึ่งสามารถบินเข้าไปในพายุเฮอร์ริเคนและให้การสื่อสารเกือบเท่าเวลาจริงกับศูนย์เฮอร์ริเคนในฟลอริดาได้ นอกจากมันจะให้ข้อมูลแรงดันบารอเมตริกแบบมาตรฐานกับข้อมูลอุณหภูมิแล้ว มันยังเข้าใกล้พื้นน้ำได้มากกว่าเคยอีกด้วย การใช้งานในอนาคตสำหรับยูเอวีจะมากขึ้นเมื่อมีการพัฒนาการอำนวยความสะดวกภายในน่านฟ้าสากล

การโจมตี

พรีเดเตอร์ที่ตั้งฐานในประเทศเพื่อนบ้านอาหรับ ถูกใช้เพื่อสังหารกลุ่มอัลกออิดะฮ์ในเยเมนเมื่อวันที่ 3 พฤศจิกายน พ.ศ. 2545 นี้เป็นครั้งแรกที่ใช้พรีเดเตอร์เป็นอากาศยานโจมตีนอกเขตสงครามอย่างอัฟกานิสถานเอ็มคิว-1 พรีเดเตอร์เป็นยูเอวีติดอาวุธด้วยขีปนาวุธเฮลไฟร์ที่ปัจจุบันถูกใช้เพื่อจัดการเป้าหมายบนพื้นดินในพื้นที่อันตราย พรีเดเตอร์ที่ติดอาวุธถูกใช้ครั้งแรกในปลายปีพ.ศ. 2544 จากฐานในปากีสถานและอุซเบกิสถาน ส่วนมากใช้เพื่อทำการลอบสังหารในอัฟกานิสถาน ตั้งแต่นั้นมาก็มีการรายงานจำนวนมากถึงการลอบสังหารที่เกิดขึ้นในปากีสถาน ข้อได้เปรียบจากการใช้ยูเอวีคือเพื่อหลีกเลี่ยงการทูตที่ว่าเครื่องบินควรถูกยิงตกและนักบินถูกจับ ตั้งแต่มีการทิ้งระเบิดในประเทศเพื่อนบ้านโดยที่ไม่มีการขออนุญาตจากประเทศนั้นๆ

มีคำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับความแม่นยำของยูเอวี ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2552 "เดอะ การ์ดเดียน"ได้รายงานว่ายูเอวีติดอาวุธของอิสราเอลได้สังหารชาวปากีสถานไป 48 รายในฉนวนกาซา รวมทั้งเด็กอีกสองคนในสนามและผู้หญิงกับเด็กผู้หญิงกลุ่มหนึ่งบนถนน ในเดือนมิถุนายน กลุ่มสิทธิมนุษยชนได้สืบสวนการโจมตีหกครั้งของยูเอวีซึ่งทำให้พลเรือนเสียชีวิต และพบว่ากองกำลังอิสราเอลไม่สามารถระบุได้ว่าเป้าหมายดังกล่าวคือทหารหรือพลเรือน  ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 มีรายงานว่าการโจมตีของโดรนในปากีสถานโดยสหรัฐ ได้สังหารพลเรือนไป 10 รายต่อทหารทุกหนึ่งนาย เอส. อัซเหม็ด ฮัสซัน อดีตทูตปากีสถาน ได้กล่าวในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 ว่ายูเอวีของอเมริกาที่ทำการโจมตีทำให้ปากีสถานกลายเป็นศัตรูของสหรัฐ และการโจมตี 35-40 ครั้งฆ่าทหารอัลกออิดะฮ์ไปเพียง 8-9 นายเท่านั้น

ค้นหาและช่วยเหลือ

ยูเอวีดูเหมือนจะมีบทบาทมากขึ้นในการค้นหาและช่วยเหลือในสหรัฐ นั่นแสดงให้เห็นชัดเจนเมื่อยูเอวีทำหน้าที่ของมันในเหตุการณ์หลังเฮอริเคนเมื่อปีพ.ศ. 2551 ในการค้นหาผู้คนในหลุยส์เซียน่าและเท็กซัส

ตัวอย่างเช่น พรีเดเตอร์ที่ทำการบินระหว่าง 18,000-29,000 ฟุตเหนือระดับน้ำทะเล จะทำหน้าที่ค้าหาและช่วยเหลือและประเมินความเสียหาย โดยมันจะติดตั้งเซ็นเซอร์มองและเรดาร์ เรดาร์ของพรีเดเตอร์สามารถทำงานได้ในทุกสภาพอากาศ มันจะให้ภาพที่คมชัดผ่านกลุ่มเมฆ ฝน หรือหมอก และได้ทั้งกลางวันและกลางคืน

นักประดาน้ำจิ๋ว Cartesian Diver (010)

นักประดาน้ำจิ๋ว Cartesian Diver 

อุปกรณ์

1. กรรไกร 
2. ขวดน้ำ ความจุประมาณ 1 ลิตร หรือมากกว่า
3. ฝาปากกา
4. ดินน้ำมัน หรือ คลิปหนีบกระดาษ     

วิธีทำ

1. ใช้ฝาปากกาสามารถใช้ฝาปากกา2 อันมาประกอบกันโดยใช้ดินน้ำมันยึดได้เลย
2. นำดินน้ำมันมาถ่วงข้างฝาปากกาบริเวณก้านของฝาปากกา
3. นำนักดำน้ำที่ได้ไปทดลองลอยในอ่างน้ำ หรือในขันน้ำดูก่อนว่าสามารถลอยตามแนวดิ่งอยู่ในน้ำได้หรือไม่หากไม่ได้ก็ลองเพิ่มหรือลดดินน้ำมันดูตามสมควร
4. หากนักดำน้ำลอยได้แล้ว ก็ตกแต่งให้เป็นรูปร่างต่างๆตามใจชอบ
5. เติมน้ำใส่ขวดสักค่อนขวด
6. นำนักดำน้ำใส่ลงในขวด แล้วปิดฝา

หลักการทางฟิสิกส์

ใช้สมบัติของอากาศที่เมื่อโดนอัดแล้วจะมีปริมาตรลดลง
และใช้หลักการของพาสคาล(Pascal’s Principle)
ที่ว่าหากเราออกแรงดันกับของเหลวที่บริเวณใดๆ
แล้วความดันที่เกิดขึ้นจะส่งผ่านไปทั่วทั้งของเหลวอย่างเท่าๆกัน
เพราะฉะนั้นเมื่อเราบีบข้างขวดน้ำ ความดันที่เกิดขึ้นจะส่งผ่านไปทั่ว
แล้วจะไปดันอากาศที่อยู่ในนักดำน้ำของเรา ให้มีปริตรมาตรลดลง
ทำให้ความหนาแน่นของนักดำน้ำเพิ่มขึ้นจนมากกว่าน้ำ นักดำน้ำจึงจมลง
ในทางกลับกันหากเราปล่อยมือ อากาศในนักดำน้ำก็จะขยายตัวกลับดังเดิม
นักดำน้ำก็ลอยขึ้น

ยกเหรียญด้วยหลอด (010)

ยกเหรียญด้วยหลอด

วิธีทดลอง

นำหลอดมาดูดเหรียญโดยไม่ให้เหรียญตกแล้วยกขึ้นจากพื้น

หลักการทางฟิสิกส์

เมื่อเรานำหลอดไปตั้งบนเหรียญ แล้วดูดอากาศที่อยู่ภายในเหรียญก็จะมีแรงดันน้อยกว่าอากาศที่อยู่ข้างนอก ทำให้แรงดันอากาศภายนอกดันเหรียญให้ติดกับหลอดและสามารถยกขึ้นมาได้นั้นเอง

กระดาษพับ

                              1.เห็ด

2.ยีราฟ

3.หน้าสุนัข

หลักการทางฟิสิกส์ของ ของเล่นฟิสิกส์

1.ฉับโผง
หลักการทางฟิสิกส์คือ : เรื่องของแรงดันอากาศ
เมื่อกระบอกของฉับโผงถูกปิดปลายด้านหนึ่งโดยกระดาษเปียก และใช้กระดาษเปียกใส่ไปในที่ปลายอีกด้านหนึ่งเพื่อปิดไม่ให้อากาศออกไปด้านนอก หลังจากนั้นใช้ไม้อัดอัดไปที่กระดาษแรงๆเพื่อให้เกิดแรงดัน(ปริมาตรอากาศเท่าเดิมแต่พื่นที่ลดลง)และแรงดันนี้จะไปดันกระดาษที่ปลายอีกด้านหนึ่งออกไป
2. คอปเตอร์
หลักการทางฟิสิกส์คือ : โมเมนตัมเชิงมุม โมเมนต์ความเฉื่อย
เมื่อเราออกแรงดึงเชือกที่พันอยู่ที่แกนหมุนของใบพัด แกนก็จะหมุนตามด้วยเพราะหมุนและเมื่อดึงจนสุดปลายเชือกเราก็จะหยุดดึงแต่แรงที่หมุนแกนยังหมุนต่อไปได้ เพราะแกนหมุนจะมีโมเมนต์ความเฉื่อย(วัตถุจะพยายามรักษาสภาพเดิมของการหมุนเอาไว้ ) และแกนหมุนจะ หมุนเอาเชือกเข้าไปพันกับแกนอีกครั้งจนสุดเชือกเราก็ออกแรงดึงอีกและแรงนี้ก็จะส่งไปยังแกนหมุนและแกนหมุนจะหมุนจนสุดเชือกและเก็บเชือกไปอีกเป็นอย่างนี้ทุกครั้ง
3. ลูกหวือ
หลักการทางฟิสิกส์คือ :  โมเมนต์ความเฉื่อย
เมื่อเราหมุนให้เชือกพันกันหลายๆรอบและดึงให้ตึง ลูกหวือก็จะหมุนตามเกลียวที่เราหมุนไว้ และเมือหมุนจนหมดเกลียวลูกหวือก็ยังหมุนต่อไปเพราะมีโมเมนต์ความเฉื่อย (วัตถุจะพยายามรักษาสภาพเดิมของการหมุนเอาไว้ ) หมุนจนเชือพันเป็นเกลียวอีกครั้ง (เราจะหย่อนเชือกเพื่อให้เชือหมุนได้หลายรอบ) หลังจากที่เชือกหมุนจนได้หลายรอบเราก็ดึงเชือกให้ตึงเพื่อให้เพื่อให้เกลียวหมุนกลับ เป้นอย่างนี้ทุกครั้ง