โครงงานวิทยาศาสตร์เขื่อนน้ำ

เขื่อนใช้เพื่อเบี่ยงเบนหรือกักเก็บน้ำจากแม่น้ำและทางน้ำอื่นๆ ในขณะที่มนุษย์สร้างมันขึ้นมาเพื่อผลิตไฟฟ้า สร้างอ่างเก็บน้ำสำหรับน้ำดื่มและป้องกันน้ำท่วมใน บีเว่อร์ป่าสร้างเขื่อนเพื่อสร้างแหล่งน้ำลึกที่ดึงดูดอาหารและให้ความปลอดภัยจากสัตว์กินเนื้อบนบก สำหรับโครงงานวิทยาศาสตร์ ลองจำลองเทคโนโลยีที่ใช้ในเขื่อนน้ำทั้งสองประเภท

โรงไฟฟ้าพลังน้ำ—ซึ่งสร้างขึ้นที่ฐานของเขื่อน—ใช้น้ำหนักหรือแรงดันของน้ำที่ไหลเพื่อหมุนใบพัดกังหัน น้ำจะถูกส่งผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า penstock ซึ่งเน้นลำธารต่างๆ ไปที่ใบมีด จากข้อมูลของ energyquest.ca.gov คุณสามารถเลียนแบบกระบวนการนี้โดยใช้กล่องนมเปล่าขนาดครึ่งแกลลอน น้ำเปล่า เทปกาว ตะปู ไม้บรรทัด และปากกามาร์คเกอร์ ใช้ตะปูเจาะรูในกล่องนมให้สูงจากฐานครึ่งนิ้ว แล้วเจาะรูขนาดเดียวกันที่รอยหนึ่ง สอง และสี่นิ้ว ปิดรูทั้งหมดด้วยเทปชิ้นเดียวและเติมน้ำลงในกล่องให้เป็นเส้น (ซึ่งจะคงที่) ที่คุณกำหนดด้วยเครื่องหมาย จากนั้นดึงเทปออกและสังเกตว่ารูใดทำให้เกิดกระแสน้ำที่แรงที่สุดและไหลได้ไกลที่สุด ตามการสำรวจพลังงาน หลุมนี้มักจะอยู่ใกล้กับก้นหลุมที่สุดเสมอ เนื่องจากน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของน้ำด้านบนจะทำให้เกิดแรงดันมากขึ้น

บีเวอร์ใช้เทคนิคง่ายๆ ในการสร้างเขื่อน ซ้อนต้นไม้ กิ่งไม้ และเศษซากตามธรรมชาติอื่นๆ เพื่อสร้างกำแพงกั้น ในฐานะโครงงานวิทยาศาสตร์ การสำรวจเทคนิคการสร้างเหล่านี้จึงเหมาะที่สุดสำหรับนักเรียนระดับประถมศึกษาที่อายุน้อยกว่า ตามข้อมูลของครูโดเมน org คุณจะต้องมีท่อยาง สวนหลังบ้าน (ควรเป็นพื้นที่ที่ไม่มี หญ้าหรือพืชพรรณอื่นๆ ที่อาจได้รับอันตราย) และวัสดุธรรมชาติต่างๆ เช่น ไม้ ใบไม้ หิน และ ตะไคร่น้ำ เรียกใช้ท่อในตำแหน่งคงที่จนกว่าจะมีน้ำไหลสม่ำเสมอหรือแม่น้ำขนาดเล็กบนพื้นดิน จากนั้นลองใช้วัสดุต่างๆ ทั้งแบบเดี่ยวและแบบผสม เพื่อพิจารณาว่ารูปแบบใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการเปลี่ยนเส้นทางน้ำ ลองเลียนแบบเทคนิคของบีเวอร์ด้วยการพันไม้เข้าด้วยกัน จากนั้นเสียบช่องว่างกับเศษซากอื่นๆ

โครงการนี้ใช้กำลังเดียวกันกับโครงการไฟฟ้าพลังน้ำ อย่างไรก็ตาม แทนที่จะเลียนแบบเขื่อนแม่น้ำมาตรฐาน โครงการนี้ถูกออกแบบมาเพื่อจำลองเขื่อนน้ำขึ้นน้ำลงหรือเขื่อนกั้นน้ำ ซึ่งผลิตไฟฟ้าพลังน้ำด้วยเช่นกัน ตามข้อมูลของ sciencebuddies.org เมื่อน้ำขึ้น น้ำจะไหลผ่านอุโมงค์และถูกสูบผ่านกังหันซึ่งหมุนไปเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ในการทำขั้นตอนนี้ซ้ำ ให้เจาะรูที่มีขนาดต่างกันสามรู—รูหนึ่งขนาดครึ่งนิ้ว รูหนึ่งรูขนาด นิ้ว และอีกอันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสองนิ้ว—ที่ด้านล่างของถังพลาสติก (นี่คือของคุณ อุโมงค์) เสียบจุกยางขนาดที่เหมาะสมแต่ละรู แล้วเติมน้ำลงในถัง ตอนนี้ คุณพร้อมที่จะทดสอบกำลังไฟฟ้าที่สร้างโดย "อุโมงค์" แต่ละแห่ง ซึ่งคุณสามารถปลดปล่อยได้โดยการดึงปลั๊กออกทีละตัว (แน่นอน คุณต้องเติมถังหลังจากการทดสอบแต่ละครั้ง) ในการคำนวณกำลังไฟฟ้า ให้ต่อใบพัดพลาสติก (เช่นใบพัดบนเรือของเล่น) เข้ากับปลายแท่งทองเหลือง และถือไว้ในถังระหว่างการทดสอบแต่ละครั้ง นับจำนวนการหมุนของใบพัดเมื่อถอดปลั๊กแต่ละรู