จุดประสงค์

อธิบายหลักการทำงานของล้อและเพลา

ล้อและเพลา (Wheel and Axle)

ล้อและเพลา เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ และถูกจัดให้เป็น 1 ใน 6 เครื่องกลที่เรียบง่าย ซึ่งประกอบด้วย คาน (Lever) ล้อและเพลา (Wheel and Axle) รอก (Pulley) พื้นเอียง (Inclined plane) ลิ่ม (Wedge) และสกรู (Screw)

ล้อและเพลา เป็นกลไกอย่างง่ายที่ช่วยในการผ่อนแรง ประกอบไปด้วยวัตถุ 2 ชนิด ที่มีขนาดแตกต่างกัน โดยวัตถุที่มีขนาดใหญ่ เรียกว่า ล้อ และวัตถุที่มีขนาดเล็ก เรียกว่า เพลา เมื่อล้อหรือเพลาหมุน จะทำให้อีกส่วนหมุนตาม โดยเรานำหลักการของล้อและเพลามาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน 2 ลักษณะ คือ

• ผ่อนแรงโดยการหมุนล้อ จะทำให้เพลาหมุน เช่น ไขควง ลูกบิดประตู กว้านตักน้ำ ที่เปิดกระป๋อง พวงมาลัยรถยนต์ เป็นต้น

• เมื่อออกแรงหมุนเพลา จะทำให้ล้อหมุน เช่น พัดลม ล้อรถยนต์ สว่าน เป็นต้น

📌 คลิปวิดีโออธิบายเรื่องล้อและเพลา : https://youtu.be/M0edAV9Mci8

อุปกรณ์

1.ตัวสื่อ ที่ประกอบด้วยล้อ 2 ล้อ โดยแต่ละล้อมี 3 ขนาด คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 cm 15 cm และ 20 cm เพลา และคันโยก

2.ถังใส่มวล

3.ลูกแก้ว

4.เชือก

5.เครื่องชั่งสปริง

6.แคลมป์

วิธีการใช้งาน

🔎 การทดลอง

1.ผูกเชือกไว้กับถังใส่มวล โดยให้ถังใส่มวลวางอยู่ที่พื้นของตัวสื่อ จากนั้นนำปลายเชือกอีกด้านไปเกี่ยวไว้กับล้อที่ 1 ขนาด 10 cm และพันเชือก ซึ่งเชือกจะต้องมีลักษณะตึง

2.นำเชือกไปเกี่ยวไว้กับล้อที่ 2 ขนาด 10 cm จากนั้นพันเชือกรอบล้อในทิศทางตรงกันข้ามกับล้อที่ 1โดยให้ปลายเชือกอยู่ในระดับสเกลที่กำหนด

3.นำลูกแก้วใส่ลงไปในถังใส่มวล

4.นำเครื่องชั่งปริงคล้องกับปลายเชือกของล้อที่ 2 แล้วออกแรงดึง เพื่อวัดขนาดของแรงที่ใช้ โดยดึงให้ถังใส่มวลอยู่ในระดับสเกลที่กำหนดไว้ และอ่านค่าของแรงที่วัดได้

5.เปลี่ยนขนาดของล้อเป็น 15 cm และ 20 cm เพื่อเปรียบเทียบขนาดของแรงที่ใช้ในการยกมวล

🎮 เกม

1.ผูกถังใส่มวลไว้กับล้อทั้งสองด้าน โดยล้อที่ 1 คล้องถังใส่มวลไว้ที่ล้อขนาด 15 cm ซึ่งถังใส่มวลจะต้องวางอยู่ที่พื้นของตัวสื่อ และเส้นเชือกจะต้องอยู่ในลักษณะตึง ส่วนล้อที่ 2 ให้เริ่มคล้องถังใส่มวลตั้งแต่ 10 cm ซึ่งถังใส่มวลจะต้องลอยอยู่ในระดับสเกลที่กำหนดไว้

2.นำลูกแก้ว จำนวน 10 ลูก ใส่ลงไปในถังใส่มวลถังที่ 1

3.ให้ผู้เรียนคาดเดาจำนวนลูกแก้วว่าจะต้องใช้ลูกแก้วจำนวนมากกว่าหรือน้อยกว่าถังที่ 1 เพื่อให้ถังใส่มวลถังที่ 1 ลอยขึ้นเหนือพื้น

4.ใส่ลูกแก้วลงไปในถังใส่มวลถังที่ 2 จนกว่าถังที่ 1 จะลอยขึ้นเหนือพื้น

5.เมื่อถังใส่มวลถังที่ 1 ลอยขึ้น ให้นับจำนวนลูกแก้วที่ใช้

6.เปลี่ยนขนาดของล้อที่ 2 เป็น 15 cm และ 20 cm จากนั้นนับจำนวนลูกแก้วที่ใช้

7.เปรียบเทียบจำนวนลูกแก้วที่ใช้ในการเล่นทั้ง 3 รอบ

📌 คลิปวิดีโอวิธีการใช้งาน : https://youtu.be/ncfXLU_xR9M