ไอเดียโครงการงานนิทรรศการวิทยาศาสตร์แผ่นกระดาษ

โครงการนิทรรศการวิทยาศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดความคิดสร้างสรรค์ กระตุ้นให้นักเรียนตั้งคำถามกับสมมติฐานของตน และโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับบางสิ่งที่ท้าทายแรงโน้มถ่วง คุณสามารถสร้างโฮเวอร์คราฟต์จานกระดาษจากวัสดุง่ายๆ สองสามอย่าง และมันแสดงให้เห็นกฎฟิสิกส์ที่สำคัญหลายประการ โปรเจ็กต์นี้มอบโอกาสมากมายให้นักเรียนทำการวัด บันทึกข้อมูล และทำการปรับเปลี่ยนใหม่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของยานโฮเวอร์คราฟต์

รวบรวมวัสดุสองสามอย่าง ได้แก่ แผ่นกระดาษใช้แล้วทิ้ง บอลลูน กรรไกร และกาวหนึ่งขวด จานพายแบบใช้แล้วทิ้งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดลอง เนื่องจากขอบที่ยกขึ้นและความทนทานของวัสดุ กาวกระดาษแข็งสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ที่ด้านล่างของจาน ตัดชิ้นนี้จากแผ่นกระดาษแยกต่างหากแล้ววางไว้ตรงกลางของโฮเวอร์คราฟต์ ใช้กรรไกรสร้างรูเล็กๆ ตรงกลางจานและสี่เหลี่ยมกระดาษแข็ง ดึงช่องบอลลูนผ่านพื้นผิวด้านล่างของรูจาน หากรูไม่ใหญ่พอ ให้ลองขยายให้ใหญ่พอให้พอดีกับบอลลูน อย่าดึงลูกโป่งส่วนใหญ่ผ่านรู คุณอาจต้องปรับตำแหน่งของบอลลูนในขณะที่คุณเป่าลูกโป่ง พองบอลลูนและปิดช่องเปิดเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศไหลออก ใช้โต๊ะแบนขนาดใหญ่วางจานคว่ำเพื่อให้เปิดบอลลูนไปทางพื้น เมื่อคุณปล่อยบอลลูน อากาศจะไหลออกและลงทันที บังคับให้จานลอยข้ามพื้นผิวของโต๊ะ

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตันกล่าวว่าการกระทำทุกอย่างมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้าม ในกรณีของโฮเวอร์คราฟท์แผ่นกระดาษ การกระทำเริ่มต้นคือการไหลของอากาศ ซึ่งบอลลูนจะพุ่งลงมาที่โต๊ะ เมื่อบอลลูนบีบอากาศออก ความดันใต้จานจะเพิ่มขึ้น ปฏิกิริยาตรงกันข้ามในกรณีนี้คือการบินของโฮเวอร์คราฟต์ออกจากพื้นผิวโต๊ะ ปฏิกิริยานี้เป็นไปได้เพียงเพราะโฮเวอร์คราฟต์มีความเฉื่อยน้อยกว่าโต๊ะมาก ดังนั้น hovercraft ตอบสนองต่อการเคลื่อนที่ของอากาศออกจากบอลลูนโดยโฉบขึ้นเหนือแรงของ แรงโน้มถ่วง

เมื่อคุณมีโฮเวอร์คราฟต์ที่ใช้งานได้แล้ว ให้ลองทดลองกับโมเดลโดยการปรับตัวแปรที่สำคัญบางตัว เช่น ขนาดของรูจะส่งผลต่ออัตราการไหลของอากาศออกจากบอลลูน ลองขยายรูในโฮเวอร์คราฟต์อันที่สองและเปรียบเทียบว่าทั้งสองรุ่นบินได้ดีเพียงใด การดัดแปลงที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการเจาะรูเล็กๆ ที่ขอบแผ่นกระดาษ แทนที่จะให้อากาศไหลออกจากใต้จานในทุกทิศทางเท่าๆ กัน สิ่งนี้จะทำให้กระแสอากาศพุ่งไปในทิศทางเดียว อีกครั้งที่อ้างถึงกฎข้อที่สามของนิวตัน การกระทำของอากาศที่หนีออกจากรูด้านข้างของจานจะขับเคลื่อนยานให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม มากกว่าที่จะลอยอยู่ในที่

คุณสามารถวัดกำลังยกของโฮเวอร์คราฟต์ในเชิงปริมาณได้โดยวางตุ้มน้ำหนักเล็กๆ ไว้บนพื้นผิวด้านบนของเพลต เริ่มการทดลองนี้ด้วยการรวบรวมตุ้มน้ำหนักที่สม่ำเสมอ เหรียญจะทำงานได้ดีสำหรับสิ่งนี้ เริ่มเพิ่มน้ำหนัก ปรับสมดุลการกระจายมวลทั่วพื้นผิว จนกว่ายานจะไม่ยกขึ้นจากโต๊ะอีกต่อไป จดน้ำหนักเป็นการวัดครั้งแรกของคุณ และเปรียบเทียบกับกำลังยกของโมเดลโฮเวอร์คราฟต์อื่นๆ หากคุณได้ลองวางรูที่ด้านข้างเพื่อสร้างกระแสลมขับเคลื่อน ให้ลองวัดระยะทางที่ยานโฮเวอร์คราฟต์ของคุณสามารถเดินทางข้ามห้องและเปรียบเทียบผลลัพธ์ของคุณกับนักเรียนคนอื่นๆ

ไม่มีอะไรน่าพอใจไปกว่านักเรียนที่คิดไอเดียเฉพาะของตัวเองที่ได้ผล ให้วัสดุพื้นฐานบางอย่างแก่นักเรียน เช่น กระดาษก่อสร้าง เทป ไม้ไอติม อะไรก็ได้ที่คุณคิดว่าอาจเป็นประโยชน์ในการดัดแปลงเรือโฮเวอร์คราฟท์แผ่นกระดาษ ตัวอย่างเช่น การนำแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ นักเรียนอาจพยายามแนบครีบกระดาษหรือปีก เพื่อให้ยานมีความมั่นคงในขณะบิน