ใบกิจกรรมออกแบบและสร้างอุปกรณ์รางรถไฟเหาะ

1. 1. ออกแบบ และสร้างรางรถไฟเหาะเพื่อป้องกันไม่ให้ลูกแก้วตกราง
2. อธิบายปัจจัยที่มีผลต่อการเคลื่อนที่ของรถไฟเหาะ
จุดประสงค์ของกิจกรรม
1. ท่อหุ้มแอร์ ยาว 6 เมตร
2. เทปกาว
3. ลูกแก้ว
4. นาฬิกาจับเวลา
5. ไม้ (ตะเกียบ / ไม่เสียบลูกชิ้น)
6. กล่องถ่ายรูป (สมาร์ทโฟน)
7. ดินน้ามัน
วัสดุ / อุปกรณ์
กิจกรรม ออกแบบและสร้างรางรถไฟเหาะ

2. 1. สมาชิกภายในกลุ่มร่วมกันออกแบบ และสร้างรางรถไฟเหาะ โดย
- มีส่วนโค้ง (เนิน) 2 จุด
- วงตีลังกา (Loop) 1 จุด
- ต้องไม่มีช่องว่างระหว่างราง
- ลูกแก้วต้องวิ่งภายในราง
2. ต่อท่อโดยใช้เทปแปะด้านล่างของราง
3. ทดสอบความสูงของส่วนโค้ง 3 แบบ (แบบ A, B, C)
- โดยมีจุดเริ่มต้นที่ความสูงต่างกัน จะอยู่เหนือจุดต่าสุดของส่วนโค้ง ดังนี้
 ระดับที่ 1 สูงที่ 1 m.
 ระดับที่ 2 สูงที่ 0.8 m.
 ระดับที่ 3 สูงที่ 0.6 m.
4. จดบันทึกความสูงกึ่งกลางของส่วนโค้งทั้ง 3 แบบ จานวน 3 ครั้ง
5. วาดรูปแผนภาพรางรถไฟเหาะลงในกระดาษกราฟ (โดยมีมาตราส่วน 1 ช่องเท่ากับ 20
เซนติเมตร และเริ่มวาดจุดเริ่มต้นด้านขวามือ)
6. จดบันทึกการเคลื่อนที่ของลูกแก้ว จากจุดเริ่มต้นไปถึงจุดสิ้นสุด จานวน 5 ครั้ง ลงในตาราง
บันทึกกิจกรรม
7. นาค่าที่บันทึกในตารางบันทึกกิจกรรมมาคานวณค่าความเร็วเฉลี่ยของลูกแก้ว
วิธีดาเนินการ
ระดับที่ 1
ระดับที่ 2
ระดับที่ 3
ระดับที่ 1
ระดับที่ 2
ระดับที่ 3
ระดับที่ 1
ระดับที่ 2
ระดับที่ 3

3. 1. ใช้ท่อหุ้มแอร์ ยาว 6 เมตร
2. เลือกลูกแก้วขนาดใดก็ได้ แต่ใช้เพียง 1 ลูกเท่านั้น
3. ห้ามแปะเทปกาวบนพื้นผิวของรางสาหรับปล่อยลูกแก้ว / ห้ามใช้ไม้เสียบราง
4. รางสาหรับปล่อยลูกแก้วต้องไม่มีช่องว่าง
5. ใช้ท่อหุ้มท่อแอร์ต่อกัน
6. ลูกแก้วต้องไปกระเด็นหลุดออกจากรางสาหรับวิ่ง
7. สามารถใช้ท่อขนาดใดก็ได้แต่ต้องใช้ท่อขนาดเดียวกันเหมือนกันทุกส่วน
เงื่อนไข

4. ใบงานกิจกรรม
การวิเคราะห์
1. ให้วาดแผนภาพรางรถไฟเหาะที่ออกแบบไว้ (กระดาษกราฟ) มาตราส่วน 1 ช่องเท่ากับ 20
เซนติเมตร และเริ่มวาดจุดเริ่มต้นด้านขวามือ (แกน X , แกน Y)
2. สังเกตและบันทึกลงบนตาราง โดยมีข้อพิจารณาดังนี้
ส่วนโค้งที่สนุกที่สุด
- อยู่ในช่วงเวลาของการตกแนวดิ่งนานที่สุด แต่ต้องไหลคล้อยไปตามก้น (จุดต่าสุด) ของราง
อย่างนิ่มนวล
- ต้องเป็นการกลิ้งที่เร็วที่สุด ในขณะที่ลูกแก้วไม่หลุดออกจากรางเลย
ส่วนโค้งที่ปลอดภัยที่สุด
- ลูกแก้วจะต้องไม่หลุดจากราง แต่อาจจะไม่กลิ้งเร็วที่สุด หรือ ไม่ได้อยู่ในช่วงเวบาของการตก
แนวดิ่งนานที่สุดเท่าอันอื่น
ส่วนโค้งที่ไม่ปลอดภัย
- ลูกแก้วตกราง หรืออาจจะกระเด็น/ลอยข้ามรางไปกระแทกส่วนอื่นของราง
- ลูกแก้วไม่แรงพอที่จะกลิ้งพ้นเนิน หรือวนจนครบรอบ
จุดเริ่มต้นของความสูง รูปแบบ A รูปแบบ B รูปแบบ C
1
2
3
สรุป

5. 3. จากแผนภาพ นักเรียนระบุแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ของรถไฟเหาะ
4. ตารางบันทึกกิจกรรม
การทดลอง ระยะทาง (m) เวลา (s) ความเร็ว (m/s)
ครั้งที่ 1 6
ครั้งที่ 2 6
ครั้งที่ 3 6
ครั้งที่ 4 6
ครั้งที่ 5 6
ค่าเฉลี่ย 6
5. นักเรียนคิดว่าปัจจัยที่มีผลต่อการเคลื่อนที่ของรถไฟเหาะ (Roller Coaster) มีอะไรบ้าง