ใบความรู้

เครื่องร่อนดี ร่อนไกล เป็นการเรียนรู้วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับแรงและการเคลื่อนที่ และหลักการของเบอร์นูลลี่

1. หลักการของเบอร์นูลลี่

หลักการของเบอร์นูลลี่ คือ ความเร็ว ของอากาศเพิ่มขึ้น ความกดดัน จะลดลง และในทำนองเดียวกัน ถ้าความเร็วลมลดลง ความกดดันของอากาศ ก็จะเพิ่มขึ้น หลักการนี้ใช้กับเครื่องบินและเครื่องร่อน แต่การจะสร้างเครื่องร่อนให้มีกระแสอากาศผ่านปีกเพื่อให้เกิดแรงพยุง ตามหลักของเบอร์นูลลี่ ต้องอาศัยแรงฉุดตัวเครื่องบินหรือเครื่องร่อนให้ไปข้างหน้า ถ้าเป็นเครื่องบินก็ใช้แรงฉุด(หรือแรงดัน)ที่ได้มาจากกำลังเครื่องยนต์ในตัวเครื่อง ถ้าเป็นเครื่องร่อนแรงฉุดนี้อาจได้จากแรงส่งจากภายนอกเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก ซึ่งเป็นแรงเดียวกันจะทำให้เครื่องร่อนอยู่ในอากาศได้นานขึ้น และต้องหาแรงยกตัวอื่นมาช่วยเสริม เช่นลมที่ตีขึ้นด้านบนจากการปะทะกับเนินหรือผา หรือการออกแบบปีกที่ทำให้เกิดแรงกดอากาศด้านบนน้อยกว่าด้านล่าง นอกจากนี้ถ้าจะทำเครื่องร่อนให้พุ่งไปได้ไกล ก็ต้องเป็นแบบรูปร่างเพรียวพื้นที่ปีกน้อย ถ้าจะทำให้อยู่ในอากาศได้นาน ๆ ก็ต้องมีพื้นที่ปีกมากๆ ถ้าจะทำให้ดีก็ต้องหาจุดเหมาะสมของตำแหน่งปีก สรุปคือถ้าต้องการให้ไปได้ไกลและอยู่ในอากาศนาน ๆ ก็ต้องมีรูปร่างเพรียวพร้อมกับมีพื้นที่ปีกมากที่สุดด้วย

2. แรงและการเคลื่อนที่

ในแต่ละวันมนุษย์ต้องใช้แรงเพื่อทำกิจกรรมต่างๆ มากมาย เช่น การเคลื่อนย้ายวัตถุ สิ่งจองเครื่องใช้ต่าง ๆ เป็นต้น ถ้าสิ่งของนั้นหนักและมีขนาดใหญ่มาก ก็ต้องออกแรงมากหรืออาจใช้แรงจากแหล่งต่างๆ มาช่วยในการผ่อนแรง การออกแรงกรณีใด ๆจะมีผลทำให้วัตถุที่ถูกแรงกระทำ มีลักษณะดังต่อไปนี้

1. ทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเกิดการเคลื่อนที่ แช่นการออกแรงเตะลูกฟุตบอล การเคลื่อนย้ายสิ่งของเครื่องใช้ต่างๆ เป็นต้น

2. ทำให้วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่เปลี่ยนทิศทางในการเคลื่อนที่หรือหยุดนิ่ง เช่นผู้รักษาประตูปัดหรือรับลูกฟุตบอลที่ถูกเตะมา เป็นต้น

3. ทำให้วัตถุเปลี่ยนรูปร่างไปจากเดิม เช่นการปั้นดินเหนียวให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ เป็นต้น

แรงเสียดทาน คือ แรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งเกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุ เกิดขึ้นทั้งวัตถุที่เคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่ และจะมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงเสียดทานมี 2 ประเภท คือ

1. แรงเสียดทานสถิต คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุในสภาวะที่วัตถุได้รับแรงกระทำแล้วอยู่นิ่ง

2. แรงเสียดทานจลน์ คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุในสภาวะที่วัตถุได้รับแรงกระทำแล้วเกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่