ระดับชั้นเรียน: มัธยมศึกษา
กำหนดเวลา: 1-2 ชั่วโมง
วัตถุประสงค์: ให้นักเรียนมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับหลักการทำงานของจรวด
ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
หลักการ:
จรวดขวดน้ำออกแบบมาภายใต้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
กล่าวคือ จรวดเคลื่อนที่สู่ท้องฟ้าด้วยกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 แรงกิริยา = แรงปฏิกิริยา เมื่อเราใส่น้ำเข้าไปในจรวดและอัดอากาศเข้าไป
น้ำจะทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้อากาศไหลย้อนกลับออกมา การลมเข้าไปทำให้ความดันภายในลำตัวจรวดสูงขึ้น
เมื่อดึงสลักออก แรงดันอากาศภายในจะดันให้น้ำพุ่งออกมา ทำให้เกิดแรงปฏิกิริยาดันให้จรวดพุ่งขึ้นสู่ท้องฟ้า
เมื่อจรวดถูกปล่อยขึ้นไปแล้ว แรงดันอากาศมิได้หายไปทันที แต่จะลดลงเรื่อยๆ
เนื่องจากปริมาณน้ำที่อยู่ในจรวดจะช่วยชะลอให้แรงดันค่อยๆ ลดลง
![](7.jpg)
ภาพที่ 1 หลักการส่งยานอวกาศ
อุปกรณ์ในการสร้างจรวด:
ขวดน้ำอัดลมแบบพลาสติก 2 ขวด
กรรไกร หรือ คัตเตอร์
กระดาษแข็งสีต่าง ๆ
เทปใส
วิธีการสร้างจรวด:
1.
นำขวดมาต่อกันโดยเอาหันด้านก้นขวดเข้าหากันยึดให้แน่นโดยเทปใส
2.
ตัดกระดาษแข็งสีที่ต้องการเป็นรูปปีกจรวดแล้วยึดเข้ากับตัวขวด
3.
ตกแต่งตัวจรวดให้สวยงามตามความพอใจ
อุปกรณ์สร้างฐานยิงจรวด:
1.
ข้องอ 90° (PVC) ขนาด 3/4 นิ้ว 6 ตัว
2.
ข้อต่อ 3 ทาง 90° ขนาด 1 นิ้ว 3 ตัว
3.
สกรูยึด 10 ตัว
4.
จุกยางขนาด 1 นิ้ว
5.
เหล็กดัดรูปตัว U
6.
เชือกด้ายดิบ ยาว 1 เมตร
7.
ท่อวาล์วลมยางในรถยนต์ (ยาวมากกว่า
10 cm)
8.
ไขควง สำหรับขันสกรู
9.
ที่สูบลมจักรยาน |
|
![](water2.jpg)
การสร้างและประกอบฐานยิงจรวด:
1.
นำข้องอ และข้อต่อ PVC ทั้งหมดมาประกอบเข้าด้วยกันดังแสดงในภาพ
2.
สำหรับข้อต่อ 3 ทาง 90° ขนาด 1 นิ้ว จะใช้เป็นตัวจับยึดจรวด
ให้ตัดท่อแยกของข้อต่อสามทาง 90°(รายการที่ 2) ออกประมาณ 2 เซนติเมตร(วัดจากด้านปลายข้อต่อ) จากนั้นวัดลงมาอีกประมาณ5 มิลลิเมตร เซาะร่องลึก 1 เซนติเมตรกว้าง 5 มิลลิเมตรทั้งสองข้างเสร็จแล้ว
ให้เจาะรูเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับท่อวาล์วลมยางในรถยนต์
บริเวณด้านล่างของข้อต่อ
3.
จากนั้นนำท่อวาล์วลมยางในรถยนต์เสียบผ่านจุกยาง และนำมาใส่ไว้ในข้อต่อ
3 ทางที่ปรับ
แต่งไว้แล้วข้างต้น จับยึดจุกยางเข้ากับข้อต่อด้วยสกรูทั้งสองข้าง
4.
ยึดรอยต่อ ระหว่างข้องอ และข้อต่อทั้งหมดด้วยสกรูให้แน่น
ขั้นตอนการสร้างจรวด:
|
แสดงส่วนประกอบทั้งหมดของฐานยิงจรวดน้ำ |
|
แสดงการประกอบข้อต่อ
3 ทางเข้ากับข้องอ 90° |
|
แสดงการประกอบข้อต่อ
3 ทาง สำหรับฐาน |
|
แสดงการประกอบข้องอ
90 ° เข้ากับตัวฐาน โดยทุกส่วนให้ยึดด้วยสกรูทุกจุดเพื่อความแข็งแรง |
|
แสดงการนำวาล์วลม
สอดให้ทะลุจุกยาง |
|
แสดงการติดตั้งวาล์วลมเข้ากับฐาน |
การดำเนินกิจกรรม:
แบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่มๆ
ละเท่าๆ กันตามความเหมาะสม แจกอุปกรณ์ และคำแนะนำวิธีการ
ประกอบ จากนั้นให้คุณครูอธิบายหลักการของจรวดขวดน้ำ
และกติกาในการแข่งขัน ให้นักเรียนแต่ละ
กลุ่ม ช่วยกันสร้างลำตัวจรวดโดยใช้ขวดน้ำพลาสติก
และออกแบบครีบบังคับทิศทางซึ่งจะทำให้จรวด
พุ่งขึ้นได้ตรง พร้อมทั้งตกแต่งลำตัวจรวดตามจินตนาการของพวกเขา ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มออกไป
ทดลองยิงจรวด และช่วยกันค้นหาอัตราส่วนของน้ำที่ใช้ว่ามีผลกับการเคลื่อนที่ของจรวดอย่างไร
และอัตราส่วนเท่าใดที่จะทำให้จรวดพุ่งขึ้นได้สูงที่สุด จากนั้นให้นักเรียนแต่ละกลุ่มแข่งขันกันว่า กลุ่มใด
สามารถออกแบบให้จรวดพุ่งขึ้นได้สูงที่สุด
สรุปการทำกิจกรรม:
หลังจากที่นักเรียนได้เรียนรู้และสนุกกับการยิงจรวดขวดน้ำกันแล้ว
ให้นักเรียนที่ชนะการแข่งขัน (จรวดพุ่งได้สูงที่สุด) อธิบายถึงหลักการของจรวด
และอัตราส่วนผสมที่ทำให้เกิดแรงดันมากที่สุด เพื่อให้เพื่อนกลุ่มอื่นๆ ทราบ และช่วยกันคิดว่า ทำไมอัตราส่วนดังกล่าวจึงเหมาะสมที่สุด
© 2003 - 2010 The LESA Project
All rights reserved.
|