รถพลังลูกโป่ง

•     อุปกรณ์
•  โฟมขนาด 3 x 6 นิ้ว
•  สก็อตเทปเหนียว
•  หลอด 2 อัน
• ไม้เสียบลูกชิ้น 1 อัน
• กรรไกร
• กระดาษกล่อง
• ไม้บรรทัด
•  ลูกโป่ง
• วิธีทำ
• 1.             ตัดโฟมขนาด 3 x 6 นิ้ว
• 2.             ตัดหลอด ขนาด 3 นิ้ว 2 อัน
• 3.             ตัดไม้เสียบลูกชิ้น 4 นิ้ว 2 อัน
• 4.             ตัดล้อ 4 ล้อ
• 5.             ตัดปลายลูกโป่งออก นำมาติดกับหลอดยาว ด้วยสก็อตเทป
• 6.             ประกอบรถ
• 7.             เป่าลม ให้ลูกโป่งพอง แล้วปล่อย
• 8.             รถจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้ารถใครไปไกลที่สุด ชนะ
• ****ภาพประกอบในขั้นตอนการทำ

• หลักการทางฟิสิกส์
  รถพลังลูกโป่ง ทำจากโฟมขนาด 3 x 6 นิ้ว    สก็อตเทปเหนียว  หลอดดูด    ไม้เสียบลูกชิ้น    กระดาษกล่อง     ลูกโป่งหลักการทำงานสอดคล้องกับกฏการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตัน “แรงปฏิกิริยา มีขนาดเท่ากับแรงกิริยา”

พับกระดาษ 3 มิติ

พับกระดาษ  3  มิติ

การทำงานของโดรน

หลักการทำงานของโดรน

อุปกรณ์ต่างๆ ของ drone กันก่อนครับ จริงๆแล้วคำว่า drone มันคืออากาศยานไร้คนขับ

drone ประกอบไปด้วย

อันดับแรก

Frame

ตัวแรกเลยก็คือตัวลำครับ หรือเรียกว่า frame ซึ่งเราสามารถสร้างเองได้หรือซื้อก็ได้ ถ้าสร้างเองก็ลองหาอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเบาแต่ขอให้ทนทาน ของผมที่สร้างก็มาจากไม้บัลซาครับ ก็ทนพอใช้ได้ มีตกหักบ้างแต่ก็ซ่อมได้ หรือถ้าใครจะซื้อสำเร็จรูปเลยก็ได้ครับมีให้เลือกกันหลากลาย

ฺBattery

แบตเตอรรี่ที่ใช้กับ multi copter ก็คือแบตเตอรรี่ชนิด Lithium Polymer (LiPo) หรือคนไทยเรียกแบตลิโพครับ สาเหตุที่เราใช้แบตชนิดนี้ในการสร้าง drone ก็เพราะมีน้ำหนักเบา และให้ประสิทธิภาพที่สูง

Flight Control Board

เป็นหัวใจสำคัญของการควบคุม drone ของเราเลยครับ ตัวนี้จะเป็นตัวควบคุมส่วนกลางที่จะคอยรับคำสั่งเพื่อไปประมวลผลและส่งคำสั่งไปยังมอเตอร์ของเราแต่ละตัว ส่วนควบคุมนี้จะประกอบไปด้วย sensor ต่างๆ ที่จะใช้ในการทรงตัวของ drone ด้วยครับ ก็จะเป็นจำพวก gyro meter ควบคุมอย่างน้อย 6 แกน คือ ควบคุมในเรื่องของ roll pith yaw และ accelerator หรือความเร่งในการหมนของแกนต่างๆ ส่วน sensor อื่นๆ ที่จะช่วยให้ drone ของเรามีประสิทธิภาพดีขึ้นก็จะมี พวก sensor เข็มทิศ หรือ barometer บอกระดับความสูง และ GPS เพื่อใช้ควบคุมตำแหน่งการบิน เป็นต้น

Electronic Speed Controller

เรียกย่อๆ ว่า ESC ครับ สำหรับอุปกรณ์ตัวนี้จะใช้สำหรับควบคุมมอเตอร์แต่ละตัว ซึ่งESC จะรับคำสั่งมาจาก Flight Control Board แล้วจัดการจ่ายไฟเลี้ยงจาก baterry ไปให้กับมอเตอร์ตามคำสั่งครับ คือจะมีการจ่ายกระแสน้อยหรือขึ้นอยู่กับคำสั่งที่รับมาจาก Flight Control Board อีกทีหนึ่ง

Motors

สำหรับมอเตอร์ที่ใช้กับ drone ของเรา ก็จะเป็นมอเตอร์ชนิด bushless ครับ คือมอเตอร์ชนิดไม่มีแปรงถ่าน มอเตอร์ชนิดนี้ขดลวดจะอยู่นิ่ง แต่ส่วนที่เป็นแม่เหล็กจะเป็นตัวหมุนแทน มีทั้งสองชนิดคือแบบหมุนนอก หรือ หมุนใน (in-runner or out-runner) แต่ส่วนใหญ่ที่ใช้กันถ้าเป็น drone สเกลขนาดใหญ่ก็จะใช้แบบ out runner ครับ สาเหตุที่ต้องใช้ bush less motor ก็เป็นเรื่องประสิทธิภาพและกินพลังงานน้อยครับ ทำให้ drone เราบินได้สูง บินได้นานขึ้น

Propellers

สำหรับส่วนนี้จะเป็นตัวใบพัดของตัวเครื่องครับ ใบพัก็จะมีอยู่หลายชนิดด้วยกัน มีขนาด มีความยาว ซึ่งเราก็ต้องเลือกที่มันเหมาะสมกับขนาดของมอเตอร์และน้ำหนักของ drone ของเรา

Transmitter/Receiver

ส่วนสุดท้ายก็จะเป็นตัววิทยุบังครับ ซึ่งเป็นส่วนในการรับคำสั่งจากภาคพื้นดินเพื่อไปควบคุมการบิน สำหรับวิทยุที่ใช้ใช้ในการควบคุม drone จะต้องมีอย่างน้อย 4 ช่องสัญญาณ (channel) ครับ

หลักการเกิดควัน

 การเกิดควัน

อุปกรณ์       1.ไม่ขีด 1 กลัก   2.แก้วน้ำ 1 ใบ

วิธีทดลอง

  ฉีกกระดาษที่เคลือบสารบางอย่างสำหรับจุดไม้ขีดให้ไฟติดออก โดยลอกให้บางที่สุด แล้วนำไปใส่ในแก้ว  และจุดไฟให้ลุกไหม้ให้หมดในแก้ว จะเห็นสารสีเหลืองออกน้ำตาลติดอยู่ที่แก้วหลังจากนั้นใช้นิ้วชี้ปาดให้สารดังกล่าวติดที่นิ้วชี้ และเมื่อขยี้ถูกับนิ้วหัวแม่มือก็จะเกิดควันไฟม้วนตัวขึ้นมา ยิ่งถูก็ยิ่งเกิดควันมาก

หลักการทางฟิสิกส์

สาเหตุที่เกิดควันไฟได้เพราะสารประกอบที่อยู่ข้างกลักไม้ขีดดังกล่าว มีสารฟอสฟอรัสแดงอยู่ที่มีคุณสมบัติสามารถติดไฟได้ที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อเผากระดาษที่มีสารนี้อยู่ก็จะหลุดมาติดที่ผิวแก้ว ในการถูนิ้วมือที่มีสารนี้อยู่จะเกิดความร้อนพออุ่นๆ ก่อให้เกิดควันเป็นสัญญาณการเกิดออกซิเดขึ้นสู่อากาศ

ผู้เชี่ยวชาญ

ผมนายประสิทธิ์  สายนุ้ย  
 อยากเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการสอนฟิสิกส์ เรื่อง  อิเล็กทรอนิกส์

หลักการของเรือพลังยางยืด

    เรือพลังยาง เป็นกิจกรรมที่มาจากภูมิปัญญาท้องถิ่น จากการนาต้นดอกงิ้วมาดัดแปลงเป็นตัวเรือ และใช้หนังยางเป็นตัวขับเคลื่อนใบพัด เพื่อให้เรือนั้นสามารถเคลื่อนที่ได้ สาหรับการสอนในชั้นเรียนจึงนาวัสดุเหลือใช้มาสร้างเป็นตัวเรือแต่วัสดุอื่นยังคงเดิมและยังใช้หนังยางเป็นตัวขับเคลื่อนใบพัดเช่นเดิม โดยการลอยของตัวเรือใช้หลักการความหนาแน่นของวัตถุ การเคลื่อนที่ของตัวเรือใช้หลักการพลังงานศักย์ยืดหยุ่นของหนังยาง และแรงเสียดทานระหว่างเรือและน้า ซึ่งต้องมีการคานวณรูปร่าง และความสมดุลของตัวเรือ การประยุกต์รูปทรง และรูปร่าง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การเคลื่อนที่ของเรืออีกด้วย

หลักทางฟิสิกส์กับจรวดขวดน้ำ

หลักวิทยาศาสตร์กับจรวดขวดน้ำ

ปัจจัยอะไรบ้างที่ส่งผลต่อการพุ่งขึ้นของจรวดขวดน้ำ
มีหลายปัจจัยที่มีผลต่อการพุ่งขึ้นของจรวดขวดน้ำ เช่น ความดัน ปริมาณน้ำที่เติม มุมยิง รูปทรง ฯลฯ ปัจจัยเหล่านี้ต่างก็ส่งผลต่อการพุ่งขึ้นของจรวดขวดน้ำ
มุมปล่อยจรวดขวดน้ำกรณีปล่อยจรวดขวดน้ำด้วยมุม 90 องศา เป็นกรณีที่สามารถทดลอง หรืออาจจะเคยเห็นเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น เวลาโยนก้อนหินขึ้นไปเหนือศีรษะ ก้อนหินก็จะตกลงมาโดนหัว การปล่อยจรวดขวดน้ำแบบนี้ก็เหมือนกันมันจะตกลงมาจุดเดิมที่เราปล่อย

ปริมาณน้ำ
น้ำจะเป็นตัวช่วยชะลอเวลาอากาศที่อยู่ภายในขวดออกมาช้ากว่าปกติ ทั้งนี้เนื่องจากว่า น้ำมีมวลที่มากกว่าอากาศ ดังนั้นการเติมน้ำมาก-น้อยก็ล้วนส่งผลต่อการพุ่งขึ้นของจรวดขวดน้ำ การเติมน้ำควรเติมในปริมาณ 1 ใน 3 ของขวด

ความดัน
การเพิ่มความดันเข้าไปในขวดมากเท่าใดยิ่งส่งผลให้จรวดขวดน้ำพุ่งไปได้ไกลเท่านั้น แต่ทั้งนี้ต้องขึ้นอยู่กับขวดน้ำอัดลมที่ใช้ว่าสามารถทนแรงดันได้มาก-น้อย เท่าใด
การพุ่งขึ้นของจรวดขวดน้ำสามารถอธิบายการพุ่งขึ้นไปของจรวดขวดน้ำได้ด้วยกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ซึ่งคิดขึ้นโดยท่าน เซอร์ ไอแซค นิวตัน นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวอังกฤษ
กฎข้อที่ 1 เรียกว่า “กฎของความเฉื่อย” กล่าวคือ วัตถุที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทำ จะรักษาสภาพการเคลื่อนที่ของมันไว้ โดยเคลื่อนที่ไปทิศทางเดิม ด้วยความเร็วเท่าเดิม เช่น จรวดที่ติดที่ฐานปล่อยจรวดจะยังคงรักษาสภาพการหยุดนิ่งอย่างนั้น ตราบใดที่ยังไม่มีการจุดระเบิด หรือมีแรงอื่นมากระทำ
กฎข้อที่ 2 กล่าวว่า เมื่อมีแรงภายนอกมากระทำกับวัตถุ จะทำให้มันเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง หรือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ซึ่งมีขนาดมาก หรือน้อยขึ้นอยู่กับแรงที่มากระทำ
ดังสมการ
F = ma
โดยที่ F คือ ขนาดของแรงภายนอกที่มากระทำต่อวัตถุ
m คือ มวลของวัตถุ
a คือ ความเร่งของวัตถุเนื่องจากแรงภายนอกที่มากระทำ
กฎข้อที่ 3 แรงกริยาเท่ากับแรงปฏิกิริยา แต่มีทิศทางตรงข้าม กล่าวว่า ถ้าวัตถุ A ให้แรงจำนวนหนึ่งแก่วัตถุ B วัตถุ B ก็ให้แรงจำนวนที่เท่ากันกับที่ได้รับมาส่งกลับให้วัตถุ A เช่น ขณะที่จรวดผลักให้เชื้อเพลิงที่ถูกจุดระเบิดพุ่งลงไปด้านหลัง (แรงกริยา) เชื้อเพลิงที่ถูกจุดระเบิดจะผลักให้จรวดพุ่งขึ้นไปเช่นกัน (แรงปฏิกิริยา)

หลังจากที่เราอัดอากาศเข้าไปในขวด อากาศที่ถูกอัดอยู่ภายในจรวดขวดน้ำ จะทำหน้าที่เหมือนเป็นสปริงที่จะดันให้จรวดลอยสูงขึ้นไป และดันน้ำให้พุ่งออกทางปากขวด การที่เราเติมน้ำลงไปในจรวดขวดน้ำทั้งๆ ที่ดูเหมือนว่าเราอาศัยเพียงแรงผลักของอากาศทำให้จรวดขวดน้ำพุ่งขึ้นไปได้ เป็นเพราะในขณะที่อากาศผลักให้จรวดขวดน้ำพุ่งขึ้นไป จรวดขวดน้ำก็จะผลักให้อากาศพุ่งถอยหลังไปเช่นกัน (ตามกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน) แต่มวลของจรวดมีมากกว่ามวลของอากาศมาก ทำให้อากาศมีความเร่งมากกว่าความเร่งของจรวดมาก (พิจารณาตามกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน) ทำให้อากาศพุ่งออกไปจากจรวดขวดน้ำหมดก่อนที่จรวดขวดน้ำจะพุ่งขึ้นไปได้สูง น้ำที่เราเติมลงไปนั้น จะช่วยชะลอเวลาที่อากาศใช้ในการพุ่งออกจากจรวดขวดน้ำ เพราะจรวดขวดน้ำต้องผลักให้น้ำภายในจรวดขวดน้ำพุ่งออกไปด้วย ทำให้ความเร็วของจรวดสูงขึ้นกว่าตอนที่ไม่ได้เติมน้ำลงไปในจรวดขวดน้ำนี้
แต่ปริมาณน้ำที่เพิ่มมากขึ้นก็จะทำให้แรงผลักของอากาศลดลง และความดันภายในจรวดก็จะลดลงรวดเร็วมากขึ้น ดังนั้น เราจึงต้องมีอัตราส่วนของการเติมน้ำอย่างเหมาะสม เพื่อทำให้จรวดขวดน้ำพุ่งออกไปได้ไกลที่สุด

หลักการของร่มชูชีพโดยไม่ให้ไข่แตก

ร่มชูชีพโดยไม่ให้ไข่แตก

เมื่อปล่อยไข่ร่มชูชีพบนความสูงในแนวระดับ เสี้ยววินาทีแรกของไข่ร่มชูชีพจะไม่มีความเร็วเริ่มต้นในแนวดิ่ง   ณ จุดเริ่มต้นมีเพียงแรงเดียวที่มากระทำกับไข่ร่มชูชีพ คือ น้ำหนักไข่ร่มชูชีพเท่านั้นเองแรงโน้มถ่วงทำให้มีแรงพุ่งลง กลายเป็นความไม่สมดุลย์ หรือแรงลัพธ์ เกิดความเร่ง ขณะที่ไข่ร่มชูชีพเคลื่อนที่เร็วขึ้น เร็วขึ้น เร็วขึ้นเรื่อย ๆ  แรงเสียดทาน (ความต้านทานของอากาศหรือแรงต้าน) จะยิ่งเพิ่มมากขึ้นตามลำดับ แรงฉุดที่เกิดขึ้นมีทิศพุ่งขึ้นสวนกับน้ำหนักที่พุ่งลง ซึ่งจะช่วยลดความเร่งพุ่งลงของไข่ร่มชูชีพ  ทำให้ความเร็วลดลงเรื่อย ๆ จนในที่สุดแรงฉุดจะเท่ากับน้ำหนัก ทำให้แรงสุทธิเป็นศูนย์ การพุ่งลงของไข่ร่มชูชีพจะไม่มีความเร่งอีกต่อไป   ความเร็วตอนนี้ เป็นความเร็วคงที่เรียกว่า "ความเร็วขั้นสุดท้าย" (Terminal velocity)”   แต่เมื่อไข่ร่มชูชีพเปิดให้ร่มกางออก ร่มจะช่วยเพิ่มแรงฉุด  แรงสุทธิมีทิศพุ่งขึ้นสวนทางกับการเคลื่อนที่ลงทำให้ความเร็วลดลงเรื่อย ๆ อย่างรวดเร็ว เมื่อความเร็วลดลง แรงฉุดก็ลดลงด้วยจนกระทั่งมีค่าเท่ากับแรงโน้มถ่วง ไข่ร่มชูชีพจะมาถึงความเร็วขั้นสุดท้ายใหม่ ซึ่งน้อยกว่าตอนที่ยังไม่เปิดร่ม ทำให้ลงพื้นได้อย่างปลอดภัยและนิ่มนวล

พับกระดาษพื้นฐาน

พับกระดาษพื้นฐาน 

                                                                                                                                                       

รูปที่ 1 :  รูปหน้ากระต่าย

รูปที่ 2 :  รูปนก

รูปที่ 3 :  รูปแจกัน +  ดอกทิวลิป

ยกเหรียญด้วยหลอดดูด

ยกเหรียญด้วยหลอดดูด

หลักการทางวิทยาศาสตร์

        

            เมื่อเราดูดเหรียญด้วยหลอดดูดอากาศภายในหลอดจะถูกดูดออกมา และเมื่อเหรียญกับหลอดดูดเริ่มชิดกันสนิทจะ ทำให้อากาศภายนอกเข้าไปในหลอดไม่ได้  จึงทำให้อากาศภายในหลอดมีแรงดันไม่มากพอที่จะผลักเหรียญให้หลุดได้ แต่จะไปกดดันหลอดจนหลอดมีลักษณะบู้บี้  และแรงดันของอากาศภายนอกซึ่งมีแรงดันที่มากกว่าภายในหลอดดูดจึงดันให้เหรียญติดกับหลอดดูดขึ้นมา

Cartesian Diver

Cartesian Diver

หลักการทางวิทยาศาสตร์

         วัตถุจะลอยหรือจม คือ วัตถุที่มีความหนาแน่น(ความหนาแน่นคือมวลรวมของวัตถุหารด้วยปริมาตรของวัตถุ)น้อยกว่าน้ำจะลอยน้ำส่วนวัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำจะจมน้ำ แล้วการที่นักดำน้ำคาร์ทีเซียน(Cartesian Diver) มีความหนาแน่นเปลี่ยนไปมาสามารถอธิบายการใช้สมบัติของอากาศที่เมื่อโดนอัดแล้วจะมีปริมาตรลดลงและใช้หลักการของพาสคาล(Pascal’s Principle)ที่ว่าหากเราออกแรงดันกับของเหลวที่บริเวณใดๆแล้วความดันที่เกิดขึ้นจะส่งผ่านไปทั่วทั้งของเหลวอย่างเท่าๆกันเพราะฉะนั้นเมื่อเราบีบข้างขวดน้ำ ความดันที่เกิดขึ้นจะส่งผ่านไปทั่วแล้วจะไปดันอากาศที่อยู่ในนักดำน้ำของเรา ให้มีปริตรมาตรลดลงทำให้ความหนาแน่นของนักดำน้ำเพิ่มขึ้นจนมากกว่าน้ำ   นักดำน้ำคาร์ทีเซียน(Cartesian Diver)จึงจมลงในทางกลับกันหากเราปล่อยมือ อากาศในนักดำน้ำคาร์ทีเซียน(Cartesian Diver)ก็จะขยายตัวกลับดังเดิมนักดำน้ำคาร์ทีเซียน(Cartesian Diver)ก็จะลอยขึ้น

มองในกระจกแล้วเขียนตัวหนังสือ

มองในกระจกแล้วเขียนตัวหนังสือ

หลักการทางวิทยาศาสตร์

การที่เรามองในกระจกเงาระนาบหรือกระจกเงาราบแล้วเขียนตัวหนังสือหลังจากเขียนเสร็จแล้วนำมาดูพบว่าตัวอักษรกลับจากขวาไปซ้าย เนื่องจากว่า กระจกเงาชนิดนี้มีด้านหลังฉาบด้วยเงินหรือปรอทภาพที่เกิดเป็นภาพเสมือน หัวตั้ง อยู่หลังกระจก มีระยะภาพเท่ากับระยะวัตถุ และขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ ภาพที่ได้จะกลับจากขวาเป็นซ้าย เรียกว่า “ปรัศวภาควิโลม”

            จากรูปจะอธิบายหลักการเรื่องการเดินทางของแสงเพื่อหาตำแหน่งภาพที่เกิดจากกระจกเงาระนาบ 1 บาน ได้ดังนี้

            ลากเส้นรังสีตกกระทบ 2 เส้น จากวัตถุ AB โดยเส้นหนึ่งลากตั้งฉากกับกระจก (a) เมื่อตกกระทบกระจก แสงจะสะท้อนกลับแนวเดิม (a¢) ส่วนรังสีอีกเส้นหนึ่งนั้นให้ลากเอียงทำมุมกับกระจกและตกกระทบกระจก (b) แล้วสะท้อนออกมา (b¢) โดยมุมตกกระทบ (1) เท่ากับมุมสะท้อน (2) รังสีสะท้อนทั้งสองนี้ไปตัดกันที่ใด ตำแหน่งนั้นคือตำแหน่งภาพ (A¢B¢)

รินน้ำด้วยเชือก

รินน้ำด้วยเชือก

หลักการทางวิทยาศาสตร์

           เป็นวิธีการถ่ายเทของเหลวจากที่สูงลงไปสู่ที่ต่ำอย่างต่อเนื่องโดยผ่านตัวกลางคือ เชือก โดยที่ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าช่วยแต่อย่างใด วิธีการทำโดยใช้เชือกมาเติมน้ำให้เต็ม นำปลายเชือกข้างใดข้างหนึ่งใส่ลงไปในภาชนะที่ต้องการที่จะถ่ายเทน้ำออก และปลายเชือกอีกข้างหนึ่งก็ใส่ไว้ในภาชนะที่รองรับและจะต้องต่ำกว่าภาชนะที่จะถ่ายน้ำออกเสมอ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำและน้ำหนักของน้ำที่เชือกจะดูดเอาน้ำจากปลายเชือกด้านที่สูงกว่าลงมาสู่ด้านที่ต่ำกว่าทำให้เราถ่ายน้ำออกจากภาชนะได้อย่างง่ายดาย ซึ้งที่เส้นเชือกน้ำจะกระทำกันคล้ายสายโซ่ ที่เรียงร้อยไปด้วยน้ำ ซึ้งจะดึงโมเลกุลน้ำด้วยกันตามกันมาโดยอาศัยพันธะไฮโดรเจน  และการรินน้ำด้วยเชือกจะไม่ได้อาศัยแรงดันอากาศ แต่อาศัยแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลและน้ำหนักของของเหลวนั้นๆ

บูมเมอแรง

บูมเมอแรง

หลักการทางวิทยาศาสตร์

            อธิบายว่า บูมเมอแรงแล้วกลับมาเพราะบูมเมอแรงใช้หลักการเดียวกับปีกเครื่องบิน โดยปีกเครื่องบินนั้นมี 2 ด้านที่นูนและเรียบต่างกัน เมื่ออากาศเคลื่อนที่ผ่านด้านบนที่นูน โมเลกุลอากาศจะเคลื่อนที่เร็วกว่าปีกด้านล่างที่เรียบ ทำให้ด้านบนมีความหนาแน่นและความดันน้อยกว่าด้านล่างที่มีความเร็วน้อยกว่า และมีความหนาแน่นกับความดันของอากาศมากกว่า จึงเกิดแรงพยุงปีกให้ยกตัวขึ้น

             ส่วนอีกคำตอบอธิบายว่าการกลับมาของบูเมอแรงนั้นอาศัยการทำงานร่วมกันของหลักอากาศพลศาสตร์และปรากฏการณ์รักษาการทรงตัว (gyroscopic effect) โดยเมื่อบูเมอแรงหมุนปีกทั้งสองหรือมากกว่าที่ระนาบแนวตั้งเอียง 20 องศาจะหมุนควงอย่างรวดเร็ว ซึ่งทั่วๆ ไปประมาณ 10 รอบต่อวินาที ปีกด้านบนสุดจะไปในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่และหมุนผ่านอากาศเร็วกว่าปีกด้านล่าง ดังนั้น ปีกที่เคลื่อนที่เร็วสุดจะยกปีกที่เคลื่อนที่ช้ากว่าขึ้น แรงทั้งหมดจะพุ่งไปทิศทางหมุนกลับ

ว่าวกระดาษ

ว่าวกระดาษ

หลักการทางวิทยาศาสตร์

             "ว่าว" จัดเป็นอากาศยานประเภทหนักกว่าอากาศ เพราะลอยตัวอยู่ในอากาศในลักษณะคล้ายคลึงกับเครื่องบิน ว่าวนั้นลอยตัวอยู่ในอากาศได้โดยกระแสลมพัดผลักดันให้เกิดแรงยกที่ตัวว่าว ซึ่งทำมุมเงย (มุมปะทะ) ประมาณ 45 องศา สวนทางกับกระแสลม สายป่านที่ล่ามว่าวอยู่นั้น ดึงรั้งไม่ให้ตัวว่าวหลุดลอยไป และดึงตัวว่าวให้ลอยอยู่บนท้องฟ้าตลอดเวลาที่มีกระแสลมพัดมา ถ้าลมไม่แรงพอว่าวจะทรงตัวอยู่ในอากาศไม่ได้

องค์ประกอบของว่าวที่จะลอยอยู่ในอากาศได้คือ

1. กระแสลมที่เคลื่อนที่ไปในแนวขนานกับผิวโลกทางใดทางหนึ่ง อย่างสม่ำเสมอ

2. พื้นที่ให้กำลังยกหรือแรงยกได้แก่พื้นที่ของตัวว่าว

3. อุปกรณ์บังคับ ได้แก่ เชือกหรือด้ายรั้งว่าว และสายซุง ซึ่งทำหน้าที่ปรับมุมปะทะของอากาศกับพื้นที่ของตัวว่าว ทำให้เกิดแรงยกและแรงดัน

ดังนั้น การเล่นว่าวต้องอาศัยลม ลมเป็นปัจจัยที่เราไม่อาจควบคุมได้ บางวันลมแรง บางวันลมอ่อน เราจะควบคุมได้ก็เพียงตัวว่าวของเราเอง เมื่อว่าวปะทะลม จะมีแรงมาเกี่ยวข้องด้วย คือ แรงจากน้ำหนักของว่าว แรงฉุดไปตามทิศทางของลม และแรงยกในทิศทางตรงข้ามของน้ำหนัก ผลรวมของแรงทั้งสาม เกิดเป็นแรงลัพธ์ที่ทำให้ว่าวลอยขึ้นไปได้ และทิศทางของแรงลัพธ์นี้ จะอยู่ในแนวเดียวกับแนวเชือกว่าวที่ต่อออกจากคอซุงพอดี

ในขณะที่ว่าวเคลื่อนที่สวนทางลม และตัวว่าวทำมุมเงย ทำให้เกิดมุมปะทะกับพื้นที่ตัวว่าว ทำให้อากาศด้านบน (หลังว่าว) ไหลเร็วกว่าด้านล่างว่าว ความกดดันอากาศจึงลดลง ทำให้เกิดแรงยกขึ้น ในขณะเดียวกัน ลมด้านล่าง (ใต้ว่าว) เคลื่อนที่ช้ากว่า ทำให้เกิดความกดดันสูง จึงพยายามปรับตัวให้มีความดันเท่ากับด้านบน จึงดันว่าวให้ลอยขึ้นด้านบน

ว่าวจะขึ้นได้จะต้องมีแรงถ่วง (น้ำหนักของว่าว) น้อยกว่าแรงยก และแรงขับ (ลม) ต้องมีความเร็วมากพอที่จะชนะแรงต้าน ซึ่งมีทิศทางเดียวกับกระแสลม

แรงที่กระทำต่อว่าว

แรงที่กระทำต่อว่าวที่สำคัญมี  3  แรง คือ  แรงของน้ำหนัก  W  แรงลม  P  และแรงตึงของเชือก  T

น้ำหนัก  W  ของว่าวมีทิศทางลงล่าง  แรงลม  P  เป็นแนวตั้งฉากกับว่าว  (หากไม่คำนึงถึงแรงเสียดทานที่เกิดกับว่าวแรงที่กระทำต่อสิ่งกีดขวางจะมีทิศทางเป็นแนวตั้งฉากกับพื้นผิวของสิ่งกีดขวาง)  แรงตึงของเชือก  T  จะมีทิศทางไปตามแนวเชือก

จากความรู้เรื่องสมดุลของแรงสามแรงนั้น  เส้นเวกเตอร์ของแรงลม  P  และน้ำหนัก  W  เมื่อวาดเป็นรูปสี่เหลี่ยม  เส้นทแยงมุมของแรงลัพธ์  R  ที่ผ่านจุดที่แรงลัพธ์กระทำจะมีทิศทางตรงข้ามกับเวกเตอร์ของแรงตึงเชือก  T  แต่มีขนาดเท่ากัน  (นั่นคือ อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน)

สำหรับการดูว่าว่าวตัวใดจะขึ้นหรือไม่ เราพอจะดูได้จากความหนาแน่นของว่าว เมื่อคิดเป็นน้ำหนักต่อพื้นที่ตามสูตร D = W/S เมื่อ D คือความหนาแน่นของว่าว W คือน้ำหนักของว่าวทั้งตัว รวมเชือกด้วย และ S เป็นพื้นที่ปะทะลม ซึ่งก็คือ พื้นที่กระดาษที่ปิดตัวว่าว

สมมติน้ำหนักของว่าวเท่ากับ 200 กรัม (0.2 กิโลกรัม) พื้นที่ปะทะลม 1 ตารางเมตร ว่าวตัวนี้จะมีความหนาแน่น 0.2 ถ้าความหนาแน่นของว่าวเป็น 1 จะเหมาะกับสภาพลมแรง 0.5 เหมาะกับลมปานกลาง และ 0.2 เหมาะกับลมอ่อน

x