คณิตศาสตร์แสนสนุก

คณติ ศาสตรแ์ สนสนุก

คณิตศาสตร์มาจากคำ�ว่า “คณิต” ซึ่งหมายถึงการคำ�นวณหรือ
การนบั กบั “ศาสตร”์ ซงึ่ หมายถงึ ความรู้ หรอื อาวธุ มนษุ ยเ์ ราสอื่ สารกนั
ดว้ ยภาษา ซง่ึ มหี ลายภาษาแตกตา่ งกนั ไป แตค่ ณติ ศาสตรถ์ อื วา่ เปน็ สง่ิ
หนงึ่ ทใ่ี ชส้ อื่ สารกนั ไดท้ งั้ โลกไมว่ า่ จะเปน็ ชนชาตใิ ด คณติ ศาสตรส์ ามารถ
อธบิ ายความสมั พนั ธ์ออกมาเป็นภาษาทเ่ี ราเขา้ ใจได้ ในยุคแรก มนุษย์
ใช้รา่ งกาย การขีดเขียน หรอื สิ่งของตา่ งๆ แทนการนับ แลว้ พฒั นาออก
มาเป็นสัญลักษณ์หรอื ตัวเลข มกี ารค้นพบเลขฐานสบิ ซึ่งสอดคล้องกับ
การนับโดยใช้น้ิวมือทั้งสอง นอกจากนี้ยังมีระบบตัวเลขฐานต่างๆ อีก
มากมายเพือ่ ใหเ้ หมาะสมกบั การใชง้ านในแต่ละสถานการณ์

ในยุคแรกๆ คณิตศาสตร์นอกจากจะใช้ในการนับแล้ว ยังใช้ร่วมกับดาราศาสตร์
เพ่ือคำ�นวณวิถีดวงดาวบนทั้งฟ้าด้วย มีการพัฒนาระบบหน่วยต่างๆ ให้เหมาะสมกับ
ปริมาณท่ีจะนับหรือวัด มีการนำ�คณิตศาสตร์มาใช้อธิบายความสัมพันธ์ สมการ และ
การสร้างแบบจำ�ลอง

ปญั หาต่างๆ ทางวทิ ยาศาสตร์ใช้คณิตศาสตร์เป็นเคร่อื งมือในการแกป้ ญั หา และ
ปัญหาเดียวกันยังมีวิธีการทางคณิตศาสตร์อีกหลายวิธี แต่ละวิธีแม้ว่าจะได้คำ�ตอบ
เดียวกันแต่ก็ใช้เวลาต่างกัน ความเข้าใจในหลากหลายศาสตร์นั้นคณิตศาสตร์สามารถ
อธบิ ายได้ก่อน คดิ ออกมากอ่ น แตส่ ่ิงประดิษฐเ์ กิดในภายหลงั
ในการศึกษาด้านคณิตศาสตร์นั้นยังมีการแยกออกมาอีกหลายสาขา
บางสาขาวิชานำ�คณิตศาสตร์มาสร้างโมเดลหรือแบบจำ�ลองทางธุรกิจ บาง
สาขาพัฒนาวิธีการหาคำ�ตอบของส่ิงต่างๆ ให้ถูกต้องมากขึ้น เพราะในโลก
ของความเป็นจริงหลายสิ่งหลายอย่างไม่สามารถอธิบายหรือแก้ปัญหาด้วย
คณติ ศาสตร์แบบพ้นื ฐานได้
สำ�หรับกิจกรรมท่ีผู้เรียนจะได้ทำ�ต่อไปจะเป็นตัวอย่างการใช้
คณิตศาสตร์ในชวี ติ ประจ�ำ วนั และการหาความสัมพันธข์ องรูปทรงตา่ งๆ

142

การทดลอง เรื่อง

คณติ ศาสตรใ์ นชีวิตประจ�ำวนั

ออกแบบกจิ กรรม โดย ผศ.ดร.ชยั พร ตัง้ ทอง
ภาควิชาคณติ ศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลยั เชียงใหม่
เวลาท่ีใชด้ ำ�เนินกิจกรรม 30 นาทีต่อหน่ึงกิจกรรม (90 นาท)ี
ระดบั ชัน้ ประถมศึกษาตอนปลาย

เชอ่ื มโยงกับสง่ิ ทีพ่ บในชวี ิตประจ�ำ วัน

ในชวี ติ ประจำ�วันจะพบว่าเราไดใ้ ช้คณติ ศาสตร์ในการเรยี น ในการท�ำ งาน
หรอื แมก้ ระทง่ั ในการใชช้ วี ติ ปกตทิ วั่ ๆ ไป เชน่ เรอ่ื งของการค�ำ นวนตา่ งๆ ใชเ้ รอื่ ง
ของการ บวก ลบ คณู หาร รูปทรงเรขาคณิต การใช้ตรรกศาสตรใ์ ชเ้ หตุผลใน
การตดั สนิ ใจ เปน็ ต้น โดยในกจิ กรรมทั้ง 3 กิจกรรมทเี่ ลอื กมา เปน็ กิจกรรมทฝ่ี กึ
ทกั ษะการใชค้ ณติ ศาสตรใ์ นชวี ติ ประจ�ำ วนั ทงี่ า่ ยและยงั มคี วามสนกุ สนานอกี ดว้ ย

สาระสำ�คัญ

1. เรขาคณติ เปน็ เรอ่ื งของการศกึ ษาเรอ่ื งของรปู ทรงตา่ งๆ เชน่ สามเหลยี่ มมมุ ฉาก สเ่ี หลย่ี ม
จัตรุ ัส ส่ีเหลยี่ มด้านขนาน เป็นตน้ ซึ่งในชวี ติ ประจ�ำ วนั ผูเ้ รียนจะพบสิ่งรอบๆ ตัวเราทั้ง
สง่ิ ประดษิ ฐแ์ ละสง่ิ ในธรรมชาตมิ รี ปู ทรงตา่ ง ๆ ดงั นน้ั เรขาคณติ จงึ เปน็ สงิ่ จ�ำ เปน็ ทผี่ เู้ รยี น
ควรจะศึกษา

2. อตั ราสว่ น เปน็ เรอื่ งของการศกึ ษาตวั เลขทปี่ รากฎในธรรมชาติ นน่ั คอื เราจะศกึ ษาเรอื่ งของ
อัตราส่วนทองทีม่ อี ยูใ่ นธรรมชาติ เชน่ ในรา่ งกายมนษุ ย์ อัตราส่วนระหวา่ งความสงู จาก
สะดือถึงปลายเท้าและความสูงจากสะดือถึงศีรษะ จะมีค่าประมาณ 1.618 ซ่ึงเป็น
อัตราสว่ นที่มีอยใู่ นตัวเรา

3. การแกป้ ญั หาโดยการใชค้ ณติ ศาสตร์ หลายครงั้ ทเ่ี รามกั จะพบปญั หาตา่ งๆ ในชวี ติ ประจ�ำ
วนั คณติ ศาสตรส์ ามารถชว่ ยใหเ้ ราคดิ วเิ คราะห์ และแกป้ ญั หาไปได้ เชน่ ปญั หาการตวงน�ำ้
สมมตเิ รามีถงั นำ�้ ส�ำ หรับ 2 ลติ ร และ 5 ลิตร หากตอ้ งการนำ�้ ในปรมิ าตรต่างๆ เราจะท�ำ
เช่นไร คณติ ศาสตรส์ ามารถช่วยได้

143

การทดลอง เรื่อง

คณติ ศาสตร์ในชีวิตประจ�ำวนั

จุดประสงค์ของกิจกรรม

1. ผู้เรียนสามารถเช่อื มโยงเรขาคณิตกับส่ิงต่างๆ รอบตัวได้
2. ผู้เรียนสามารถหาอัตราส่วนทองในรา่ งกายของตนเองได้
3. ผูเ้ รยี นสามารถใชค้ ณติ ศาสตร์ในการแก้ปญั หาการตวงน�ำ้ ได้

ภาพรวมการทดลอง
กจิ กรรมแบง่ ออกเป็น 3 กจิ กรรม ได้แก่
1. Tangram (แทนแกรม : แผ่น ตวั ต่อปริศนามี 7 แผ่น)
2. อตั ราสว่ น
3. ตวงน้ำ�

การทดลอง

กิจกรรมที่ 1 Tangram รายการ จ�ำนวนต่อกล่มุ

วัสดุ อุปกรณ์ 1 ชดุ
2 ช้ิน
ที่ 1 ชน้ิ
2 ช้ิน
1 แบบรปู Tangram ประกอบดว้ ย 1 ชิ้น
สามเหลยี่ มมุมฉากขนาดใหญ่ 1 ชิ้น
สามเหลย่ี มมมุ ฉากขนาดกลาง
สามเหลี่ยมมมุ ฉากขนาดเล็ก
ส่ีเหล่ยี มจัตรุ ัสขนาดเลก็
สเ่ี หล่ียมดา้ นขนานขนาดเลก็

144

การทดลอง เร่ือง

คณติ ศาสตรใ์ นชีวติ ประจ�ำวัน

วิธีสร้างตัวตอ่ Tangram 7 ช้นิ

1. ใช้ดินสอร่างเส้นตาราง ขนาด 4x4 นิ้ว โดยแบ่งเส้นช่องตารางตามภาพด้านล่าง
(สามารถเลอื กกระดาษทใี่ ชไ้ ดต้ ามความเหมาะสม เชน่ กระดาษแขง็ หรอื กระดาษเหลอื
ใชจ้ ากปฏทิ นิ เก่า เปน็ ต้น)

2. วาดรปู เรขาคณิต 7 ชน้ิ ลงบนกระดาษตาราง ขนาด 4x4 นวิ้ ดังนีส้ ามเหลี่ยมมุมฉาก
เล็ก 2 ชน้ิ รูปสามเหล่ยี มขนาดกลาง 1 ชน้ิ รปู สามเหลยี่ มมุมฉากขนาดใหญ่ 2 ชิ้น
รปู สเ่ี หล่ยี มจัตรุ สั 1 ช้นิ และรปู สีเ่ หลีย่ มดา้ นขนานอกี 1 ชนิ้

หมายเหตุ :
รูปสามเหล่ียมขนาดกลาง รูปส่เี หลย่ี มจัตรุ สั และรูปสี่เหลยี่ มดา้ นขนาน ลว้ นแล้วแต่มีพนื้ ที่เป็นสองเท่า
ของรปู สามเหลีย่ มมุมฉากเลก็
สามเหลย่ี มมมุ ฉากขนาดใหญ่ แต่ละช้ิน มีพนื้ ทเ่ี ปน็ 4 เท่า ของสามเหลีย่ มมมุ ฉากเลก็ 1 ชนิ้
มมุ ทีเ่ กิดข้ึนในชิน้ สว่ นทัง้ 7 ชิ้น มีอยู่เพียง 3 แบบ คือ มมุ ฉาก 90 องศา มมุ 45 องศา และ
มุม 135 องศา
ขนาดสเกล 4x4 นิว้ เป็นตวั อย่างเรม่ิ ต้น ผูส้ อนสามารถก�ำ หนดขนาดแบบตวั ตอ่ Tangram ทส่ี นใจ
ร่วมกบั ผู้เรียนได้

1 นวิ้

สามเหลยี่ ม 1 น้วิ
มมุ ฉาก
ขนาดใหญ่ สามเหล่ยี ม
มุมฉาก
ขนาดเลก็

สามเหล่ียม ส่เี หล่ียม จัตุรสั
มุมฉาก
ขนาดใหญ่

สามเหลย่ี มมมุ ฉาก สามเหลี่ยม
ขนาดเล็ก มุมฉาก
ขนาดกลาง
ส่ีเหล่ยี ม
ดา้ นขนาน

1350 450

ภาพที่ 1 ตวั อย่างตารางเพอ่ื สร้างรูปเรขาคณิต (ตวั ต่อ Tangram)

145

การทดลอง เรื่อง

คณิตศาสตรใ์ นชวี ิตประจ�ำวนั

ภาพที่ 1 ตัวตอ่ Tangram ทงั้ 7 ชน้ิ

146

การทดลอง เรื่อง

คณติ ศาสตรใ์ นชีวติ ประจ�ำวนั

ขั้นทดลอง

1) ผูเ้ รยี นเตรียมชน้ิ สว่ นตัวต่อ Tangram ทัง้ 7 ชิ้น ให้ครบถ้วน
โดยทีผ่ ้เู รียนควรเรยี งรปู เราขาคณติ แต่ละชน้ิ ใหถ้ กู ตอ้ ง

2) ผูเ้ รยี นตอ่ ชน้ิ สว่ นท้งั 7 ชน้ิ เป็นรปู สีเ่ หลี่ยมจตั ุรสั ใหญด่ ังภาพท่ี 1
โดยต้องใชใ้ ห้ครบทงั้ 7 ช้นิ และหา้ มมกี ารซอ้ นทบั กนั

ภาพที่ 2 ภาพสเ่ี หลย่ี มจัตุรสั ทเ่ี กดิ จาก
การน�ำช้ินสว่ นเรขาคณิตท้งั 7 ชิน้ มาตอ่ รวมกนั

3) ผูเ้ รียนต่อชิ้นส่วนท้ัง 7 ชนิ้ เปน็ รูปร่างต่างๆ จากรปู เงาตัวอยา่ งดา้ นซา้ ย ผ้เู รยี น
ต้องใช้จินตนาการและเรื่องเรขาคณิตผสมผสานกันให้เป็นรูปที่ต้องการ ส่วนรูป
ดา้ นขวาคอื รปู ทเ่ี ปน็ เฉลยหลงั จากทม่ี ผี เู้ รยี นตอ่ ไดแ้ ลว้ โดยกตกิ ายงั คงเหมอื นเดมิ
คอื ต้องใชใ้ ห้ครบทง้ั 7 ชน้ิ และหา้ มมกี ารซอ้ นทับกัน

ภาพท่ี 3 (ซา้ ย) ภาพเงาตัวอย่าง (ขวา) ภาพเฉลย

147

การทดลอง เร่ือง

คณติ ศาสตร์ในชวี ิตประจ�ำวัน

ภาพท่ี 4 (ซ้าย) ภาพเงาตัวอย่าง (ขวา) ภาพเฉลย

ภาพที่ 5 (ซ้าย) ภาพเงาตวั อย่าง (ขวา) ภาพเฉลย สังเกตเหน็ อะไรบา้ ง ?
มมุ ตา่ ง ๆ ทีอ่ ยใู่ นรูปภาพ
เกดิ จากชนิ้ สว่ นใดไดบ้ า้ ง ?

ภาพท่ี 6 (ซ้าย) ภาพเงาตัวอย่าง (ขวา) ภาพเฉลย

148

การทดลอง เร่ือง

คณิตศาสตรใ์ นชีวิตประจ�ำวนั

เกิดอะไรขึน้ ค�ำอธบิ ายเพิ่มเตมิ จากผลการทดลอง

สง่ิ ตา่ งๆ รอบตวั เราสามารถใชร้ ปู ทรง จากกิจกรรมนี้ผู้เรียนจะได้ทักษะการ
เรขาคณติ มาประกอบกันได้ เรียนรู้เรื่องรูปทรงทางเรขาคณิตและเร่ืองมุม
ในการสังเกตส่ิงรอบๆ ตัว ที่พบเจอในชีวิต
ประจ�ำ วนั ได้

วัสดุ อุปกรณ์ กจิ กรรมท่ี 2 อตั ราส่วน จ�ำนวนตอ่ กลุม่
1 อนั
ท่ี รายการ 1 แทง่
1 สายวัด 1 แท่ง
2 ไมบ้ รรทัด 1 แผ่น
3 ปากกา
4 กระดาษจดบันทึก

ข้ันทดลอง

1. ผู้เรียนรู้จักอตั ราส่วนและการวัดค่า b ..............?
ต่างๆ โดยใชส้ ายวดั และไมบ้ รรทัด a ..............?
2. แจกกระดาษใบงานดังภาพที่ 7 ช่วงท่ี 1 ..............? b

a ช่วงที่ 3

ชว่ งท่ี 2 ..............? ..............? a

3. ให้ผู้เรียนจับคู่กันและสลับกันวัดค่า b ..............?
สว่ นตา่ งๆ ของรา่ งกายตามภาพท่ี 7
(หนว่ ยเปน็ เซนติเมตร) แลว้ บนั ทกึ ผล ภาพท่ี 7 การวดั ค่าระยะอตั ราส่วนของร่างกาย
ลงในกระดาษท่ีผู้สอนแจกให้จากข้อ
2 จากนนั้ คำ�นวนหาอตั ราสว่ น ใน 4. ผเู้ รยี นทดลองหาอตั ราส่วน ในอวยั วะสว่ นอ่นื ๆ
แตล่ ะช่วงท้ัง 3 ชว่ งเมื่อ a แทนสว่ นท่ี ท่ผี ู้เรยี นสนใจ เชน่ ใบหน้าหรอื นว้ิ มือ เป็นต้น
ยาว b แทนสว่ นทส่ี ัน้

149

การทดลอง เรื่อง

คณติ ศาสตรใ์ นชีวติ ประจ�ำวนั

อัตราส่วนทองค�ำ (Golden Ratio) มาจากการค�ำ นวนทางคณิตศาสตร์ทีค่ ิดคน้ โดย เลโอนาร์โด
ฟีโบนัชชี ท่ีใช้ตัวเลขทางคณิตศาสตร์มาอธิบายความงดงามของธรรมชาติ อัตราส่วนทองคำ�จะเท่ากับ
1.618… ซง่ึ เปน็ คา่ คงทขี่ องธรรมชาตทิ มี่ คี ณุ สมบตั ทิ น่ี า่ ทงึ่ หลายประการ โดยมหี ลกั การส�ำ คญั คอื สดั สว่ น
องคป์ ระกอบต่างๆ จะองิ กบั อตั ราสว่ นทองคำ� หรือฟี (Phi) ไดแ้ ก่ : 1 โดยที่

กำ�หนดให้ และ เป็นจำ�นวนจริงซง่ึ เราเรียก อตั ราส่วน วา่ อัตราส่วนทองคำ� ก็ต่อเมือ่

พสิ จู น์

จะไดว้ า่

เนอ่ื งจาก เปน็ อัตราส่วนของจ�ำ นวนบวก
ดงั นั้น

อตั ราสว่ นทองค�ำ นปี้ รากฏอยใู่ นรปู ทรงตา่ งๆ ในธรรมชาตมิ ากมาย เชน่ อตั ราสว่ นระหวา่ งเสน้
ผา่ นศนู ยก์ ลางของเกลยี วรอบเปลอื กหอยนอตลิ สุ อตั ราสว่ นเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางของวงขดเกลยี วของ
เมล็ดทานตะวันแต่ละวงเทียบกับวงถัดไป อัตราส่วนของหน่วยโครงสร้างร่างกายมนุษย์ เช่น ระยะ
จากหวั ถงึ พน้ื หารดว้ ยระยะจากสะดอื ถงึ พนื้ ระยะจากไหลถ่ งึ ปลายนวิ้ มอื หารดว้ ยระยะจากขอ้ ศอกถงึ
ปลายนิ้วมือ หรือระยะจากสะโพกถึงพ้ืนหารด้วยระยะจากหัวเข่าถึงพ้ืน เป็นต้น จนทำ�ให้บรรดานัก
คณิตศาสตรแ์ ละศิลปนิ ตัง้ แต่โบราณจนถงึ ปัจจุบันถือว่าเป็นอัตราส่วนท่งี ดงามทีส่ ดุ และไดน้ ำ�มาใช้
ในงานดา้ นต่างๆ จ�ำ นวนมาก ท้งั ด้านการออกแบบสถาปัตยกรรม เช่น มหาวหิ ารพารธ์ นี อนในกรุง
เอเธนส์ และมหาวิหารน็อตเตอร์ดามแห่งปารีส รวมทั้งการใช้อัตราส่วนทองค�ำ ในการท�ำ ศลั ยกรรม
พลาสตกิ เพ่ือให้มใี บหนา้ ทส่ี วยงามท่สี ดุ ด้วย

150

การทดลอง เรื่อง

คณติ ศาสตรใ์ นชวี ิตประจ�ำวนั

ใบงาน : การวดั ค่าระยะอตั ราสว่ นของร่างกาย b ผูเ้ รียนสังเกตเหน็
อตั ราสว่ น
b
เป็นอย่างไรบ้าง ?
ช่วงที่ 1
ชว่ งที่ 3
a

a a

ช่วงท่ี 2

b

เกิดอะไรขึน้ ค�ำอธบิ ายเพ่ิมเตมิ จากผลการทดลอง

อัตราส่วนในช่วงต่างๆ ท่ี จากกิจกรรมนี้ผู้เรียนจะได้ความรู้
ผ้เู รยี นวดั จะมีคา่ ประมาณ 1.618 เรื่องอัตราส่วนทองคำ� ซึ่งมีค่าประมาณ
1.618 ในรา่ งกายของคนเราจะมอี ตั ราสว่ น
ทองอยู่ตามส่วนต่างๆ ของรา่ งกาย

กิจกรรมท่ี 3
ตวงน้�ำ

วสั ดุ อุปกรณ์

ท่ี รายการ จ�ำนวนต่อกลุม่

1 ถงั นำ้�ขนาดใหญ ่ 1 ถงั
2 บีกเกอร์พลาสตกิ ขนาดใหญ่ 1 ใบ
3 บีกเกอรข์ นาดเล็กขนาดตา่ งๆ 4 ใบ
4 ตาชั่ง 1 เคร่ือง

151

การทดลอง เร่ือง

คณิตศาสตร์ในชีวิตประจ�ำวัน

ขั้นทดลอง

ใหผ้ เู้ รยี นร้จู กั บกี เกอร์ขนาดตา่ งๆ น�ำ บีกเกอร์พลาสตกิ ขนาดใหญว่ างบนตาชงั่ ดังรูป
ซึ่งมีอยู่ 4 ขนาด 3 หนว่ ย 4 หนว่ ย ผู้ ส อ น ตั้ ง โ จ ท ย์ เ ป็ น จำ � น ว น ห น่ ว ย ที่
7 หนว่ ย และ 9 หน่วยดังรปู ต้องการ เช่น ต้องการนำ้� 6 หน่วย 8
หน่วย 10 หน่วย เป็นต้นโดยจะขีด
สญั ลักษณไ์ วท้ ี่ตาช่ัง

เกิดอะไรขน้ึ ผู้เรียนทดลองโดยการใช้บีกเกอร์ขนาด
ต่างๆ ตวงน้ำ�จากถังนำ้�ใหญ่แล้วเทลง
สามารใถนหโาจคทำ�ยต์ปอัญบไหดาห้ แลตา่ลกะหขล้อาผยู้เวรธิ ียี น ในบกี เกอรใ์ หญใ่ หไ้ ดต้ าม จ�ำ นวนหนว่ ย
ทต่ี อ้ งการโดยใหใ้ ชบ้ กี เกอรข์ นาดตา่ งๆ
ท่ีกำ�หนดให้เท่าน้ัน
ผู้เรียนสงั เกตเหน็
อะไรบา้ ง ?
หากต้องการ 6 หนว่ ย
ต้องท�ำอยา่ งไร

ค�ำอธิบายเพ่ิมเติมจากผลการทดลอง

จากกิจกรรมน้ีผู้เรียนจะได้ความรู้เรื่อง
การแก้ปัญหาหากมีของใช้อยู่อย่างจำ�กัด โดย
อาศัยคณิตศาสตร์เรอ่ื งการบวกลบเลข

152

การทดลอง เรื่อง

แปดเหลี่ยมหรรษา

ออกแบบกจิ กรรม โดย ผศ.ดร. พรทรพั ย์ พรสวสั ด์ิ
นางสาวชญานี นนทศกั ด์ิ และ นางสาวนารรี ัตน์ ประสมสาสตร์
ภาควชิ าคณติ ศาสตร์ คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยศลิ ปากร
เวลาที่ใช้ด�ำ เนนิ กิจกรรม 90 นาที
ระดบั ชั้น ประถมศกึ ษาตอนปลาย ถงึ มัธยมศกึ ษาตอนตน้

เชอื่ มโยงกับสง่ิ ทีพ่ บในชวี ิตประจ�ำวนั

แรงต้านการเคลื่อนที่เกิดข้ึนระหว่างพื้นผิวของวัตถุซึ่งกำ�ลังเคล่ือนที่สัมผัสกับวัตถุ
อกี อนั หนงึ่ เรยี กว่า แรงเสียดทาน (friction) โดยธรรมชาตขิ องแรงเสียดทาน ส่วนใหญแ่ ล้ว
จะมที ิศทางตรงขา้ มกบั แรงทท่ี ำ�ให้วตั ถเุ คลอ่ื นท่ี ปจั จัยที่มผี ลตอ่ แรงเสียดทาน ไดแ้ ก่

1. ลักษณะผิวสัมผสั ถา้ วัตถมุ ีผิวหยาบ ขรขุ ระ จะเกดิ แรงเสยี ดทานมากกว่า วัตถุที่
มีผิวเรยี บ

2. แรงตง้ั ฉากระหวา่ งผิวสัมผสิ เชน่ วตั ถุทีม่ นี ้ำ�หนักกดลงบนพืน้ มากมากจะมีแรง
เสียดทานมากกวา่ วตั ถุท่ีมนี �ำ้ หนกั กดลงบนพื้นน้อยกวา่ เปน็ ต้น

3. ชนดิ ของวัตถุ เช่น เหล็กกบั ไม้ จะเห็นวา่ ลักษณะผิวทแี่ ตกต่างกนั จะทาให้เกดิ แรง
เสียดทานไมเ่ ท่ากัน
ข้อดีของแรงเสียดทาน ในกรณีของยางล้อรถยนต์กับผิวถนนจะช่วย
ให้รถเล้ียวโค้งหรือเบรกให้หยุดได้โดยไม่ล่ืนไถล รวมถึงสามารถออกตัวได้
โดยไม่เกินอาการล้อหมุนฟรี การเพ่ิมแรงเสียดทานอาจทำ�ได้โดยการเพ่ิม
พ้ืนท่ีผิวสัมผัสยางรถยนต์ให้มีหน้ากว้างพอเหมาะจะช่วยให้ยางเกาะถนน
ได้ดีย่ิงข้ึนหรืออาจลดความลื่นของผิวสัมผัส เช่น เพ่ิมลายยางรถยนต์ พื้น
ของรองเท้าทม่ี ีพน้ื ผิวไมเ่ รยี บส่วนการลดแรงเสยี ดทานอาจทำ�ไดใ้ นทางตรง
กันข้ามกับที่กล่าวมา

สาระส�ำคญั

มนุษยเ์ รมิ่ รู้จกั ลอ้ เมือ่ ประมาณ 3,200 ปี กอ่ นครสิ ตกาล โดยชาวสุเมเรยี นน�ำ วงลอ้
ที่ทำ�จากทอ่ นซงุ เลอื่ ยออกเป็นแผ่นๆ 2 ถงึ 3 แผน่ ประกบกนั และตัดเป็นวงลอ้ กลมๆ เจาะ
รตู รงกลางแผน่ ไมใ้ หเ้ พลากบั ลอ้ นนั้ หมนุ ไปพรอ้ มกนั ตงั้ แตน่ นั้ มาจนถงึ ปจั จบุ นั ลอ้ ไดม้ กี าร
พัฒนาตามเทคโนโลยีที่ทันสมัยมากข้ึน ซึ่งปัจจุบันล้อไม่ได้มีแต่ล้อที่กลมเกลี้ยง อาทิเช่น
รถแมคโคร ที่มีลักษณะล้อเป็นตีนตะขาบใช้สำ�หรับเคล่ือนท่ีบนผิวดิน แปดเหล่ียมหรรษา
เป็นกิจกรรมการสร้างล้อทรงเรขาคณิตให้สามารถเคลื่อนที่ไปบนพ้ืนผิวจำ�ลองเพื่อให้เกิด
แรงเสียดทานข้ึนระหว่างล้อแปดเหลี่ยมกับพื้นผิว การสร้างล้อทรงเรขาคณิตจะช่วยเสริม
ความร้ทู างคณติ ศาสตร์ท่เี ก่ียวกบั รปู เรขาคณิต แกนสมมาตร ความเท่ากันทุกประการของ
รปู สามเหลย่ี มสองรปู และทฤษฎบี ทพที าโกรสั นอกจากนยี้ งั ชว่ ยฝกึ กระบวนการคดิ วเิ คราะห์
การแกป้ ญั หา และความคิดสรา้ งสรรค์ให้แกผ่ ู้ทำ�กจิ กรรมไดเ้ ปน็ อยา่ งดี

153

การทดลอง เร่ือง

แปดเหลี่ยมหรรษา

จุดประสงคข์ องกจิ กรรม

1. สังเกตและระบุแกนสมมาตร เส้นทแยงมมุ ท่ปี รากฏ
ในการพบั รูปแปดเหลยี่ มได้

2. ใช้ทฤษฎบี ทพที าโกรัสในการหาความยาวดา้ นได้
3. ประกอบล้อรถบังคับวิทยแุ ละสร้างแบบจ�ำ ลองพืน้

ถนนส�ำ หรับล้อแปดเหล่ยี มได้

ภาพรวมการทดลอง
การทดลองชุดแปดเหลี่ยมหรรษา แบ่งออกเป็น 3 ตอน ได้แก่

1.1 การสรา้ งลอ้ แปดเหล่ยี ม
1.2 การจ�ำ ลองพื้นผิว
1.3 การทดสอบการเคล่ือนท่ีของรถบงั คบั วทิ ยุ แบ่งผ้เู รยี นออกเป็นกลมุ่ ย่อยกล่มุ ละ

3-4 คน ผ้เู รียนแตล่ ะกล่มุ ค่อยๆ ทำ�การทดลองและเรียนรูไ้ ปทีละข้นั ตอน

การทดลอง จ�ำนวนต่อกลมุ่

วสั ดุ อุปกรณ์ 1 คัน
30 อัน
ท่ี รายการ 20 คู่
20 อัน
1 รถบงั คบั วทิ ยุ
2 หลอดชาไขม่ กุ 3 แผน่
3 ตะเกียบ ไม้ 8 ช้นิ
4 ท่อพีวซี ี ขนาดเส้นผา่ นศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตรยาว 1 ขวด
1 เล่ม
25 เซนติเมตร (cm) 1 ด้าม
5 กระดาษ A4 1 อนั
6 กระดาษ 180 แกรม ขนาด 7×7 เซนตเิ มตร (cm) 1 มว้ น
7 กาว 1 อนั
8 กรรไกร 1 อนั
9 คัตเตอร์
10 ไม้บรรทดั
11 เทปใส
12 ไขควง
13 คมี

154

การทดลอง เร่ือง

แปดเหล่ียมหรรษา

ขัน้ ทดลองการทดลอง
ตอนที่ 1

ให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม ผู้เรียนสังเกตการ ผ้เู รียนวเิ คราะหค์ ำ�ถามดังตอ่ ไปน้ี
กลมุ่ ละ 3-4 คน เ ค ล่ื อ น ท่ี ข อ ง ร ถ ผเู้ รยี นคดิ ว่านอกจากล้อทม่ี ีลักษณะ
บงั คับวิทยุ เป็นวงกลมแลว้ ลอ้ น่าจะมลี กั ษณะอ่นื ๆ
ไดอ้ กี หรือไมเ่ พราะเหตุใด
เมอ่ื ล้อมีลักษณะอื่นๆ นอกจากวงกลม
นักเรยี นคดิ ว่าจะสามารถว่ิงบนที่เรยี บๆ
ได้หรือไม่

ศึกษาการพับล้อแปดเหล่ียมและ
ลงมือปฏิบัติพับแปดเหลี่ยมตาม
ขัน้ ตอนตอ่ ไปน้ี

4.1 พับครงึ่ ดงั รูป

รปู สมมาตร คอื รูปท่ีพับคร่ึงแล้วทำ�ใหแ้ ตล่ ะข้างของรอยพับทบั
กนั สนิท รอยพับนเ้ี รยี กว่าแกนสมมาตร ดังนนั้ ในขั้นตอนที่ 1
จะมีแกนสมมาตร 1 แกน
ส่วนของเส้นตรงรูปสมมาตรตรงท่ีมีจุดปลายท้ังสองข้าง อยู่
ท่ีจุดยอดของมุมตรงข้าม คือเส้นทแยงมุมดังน้ันในข้ันตอนนี้
มเี สน้ ทแยงมมุ 1 เส้น
a และ b แทนความยาวด้านประกอบมุมฉาก c แทนความ
ความยาวของด้านตรงข้ามมุมฉาก โดยทฤษฎีบทพีทาโกรัส
c2 = a2 + b2

155

การทดลอง เร่ือง

แปดเหล่ยี มหรรษา

4.2 พบั ตามรอยประ แลว้ คลอ่ี อก

4.3 พบั มุมขวาให้ตรงกับจุดของรอยพับ
4.4 พับมมุ ลงมาตามรอยประ แลว้ สอดเขา้ ไป ดงั รูป

4.5 สอดมุมให้เข้ากนั ดังรปู เป็น 2 ชุด ชดุ ละ 4 ช้ิน

สมบัติความเท่ากันทุกประการของรูป
สามเหลยี่ มสองรปู
รปู สามเหลยี่ มสองรปู เทา่ กนั ทกุ ประการก็
ตอ่ เมอ่ื ดา้ นคทู่ สี่ มนยั กนั และมมุ คทู่ ส่ี มนยั
กนั ของรปู สามเหล่ยี มทง้ั สองรปู นน้ั

156

การทดลอง เร่ือง

แปดเหลยี่ มหรรษา

4.6 ประกอบเขา้ ดว้ ยกนั ดงั รปู

4.7 กลับดา้ น แล้วเก็บมุม ดังรูป

หมายเหตุ : ในขณะท่ีเกบ็ มุมควรใช้กาวทาเลก็ นอ้ ย

ตอนที่ 2

1. น�ำ ลอ้ ทไ่ี ดจ้ ากการพบั ตอนท่ี 1 มาประกอบเปน็ ลอ้ รถบงั คบั วทิ ยทุ เี่ ตรยี มไวใ้ หส้ มบรู ณผ์ เู้ รยี น
2. สรา้ งแบบจ�ำ ลองพน้ื ถนนทร่ี องรบั กบั ลอ้ แปดเหลย่ี มโดยเลอื กใชอ้ ปุ กรณท์ เ่ี ตรยี มไวใ้ หเ้ พยี ง

1 อยา่ งเท่านัน้
3. ให้แตล่ ะกลุ่มระดมความคิดวธิ กี ารสร้างพ้ืนถนน เช่น รูปแบบพน้ื ถนน ระยะความถ่ีของ

วตั ถทุ ใี่ ชท้ �ำ พน้ื ถนนเพอ่ื จะท�ำ ใหร้ ถบงั คบั วทิ ยสุ ามารถ
แล่นได้บนถนนที่ออกแบบจากอุปกรณ์ที่เลือก ซึ่งจะ
ต้องคำ�นึงถึงอุปกรณ์ท่ีมีและสามารถสร้างได้ภายใน
เวลาท่กี ำ�หนดให้
4. ให้แต่ละกลุ่มลงมือปฏิบัติสร้างพื้นถนนจำ�ลองตาม
รปู แบบท่ตี อ้ งการ
5. ทำ�การทดสอบการแล่นของรถบังคับวิทยุที่ประกอบ
ด้วยลอ้ แปดเหล่ียมบนพน้ื ถนนทผี่ ู้เรยี นออกแบบ

พน้ื ถนนทีท่ �ำจากตะเกียบ
157

การทดลอง เร่ือง

แปดเหลยี่ มหรรษา

พนื้ ถนนที่ท�ำจากท่อพวี ซี ี
พืน้ ถนนท่ที �ำจากหลอดชาไข่มุก

ตอนท่ี 3

ให้ผู้เรียนทดสอบการเคลื่อนท่ีของรถบังคับบนผิวถนนจำ�ลองท่ีมี
ความยาวมากขน้ึ เพอ่ื สังเกตการเคลือ่ นท่ใี นช่วงถนนท่มี คี วามโคง้

เกิดอะไรข้นึ

แนวคิดในการสร้างพื้นถนนเพื่อให้
รถบังคับวิทยุสามารถแล่นได้อาจ
วาดเป็นภาพประกอบดงั นี้

ผเู้ รยี นวดั ระยะหา่ งของชว่ งลอ้ แลว้ ค�ำ นวณระยะระหวา่ งมมุ ลอ้ กบั พน้ื
ถนนทจี่ ะสมั ผสั กนั พอดเี พอ่ื เพม่ิ แรงเสยี ดทานจะชว่ ยใหล้ อ้ แปดเหลย่ี มเกาะ
ถนนได้ดี หากใช้ท่อพีวีซี จะทำ�ให้จำ�ลองถนนได้ง่าย สามารถรองรับน้ำ�
หนักของตัวรถบังคับวิทยุได้ดี และจากการคำ�นวณระยะของมุมล้อกับท่อ
พีวีซี ที่นำ�มาเรียงต่อกันเป็นพื้นถนน พบว่ามุมของล้อกับร่องการต่อของ
ท่อสัมผัสตรงกนั พอดี

158

แปกดาเรหทดลลย่ี อมงหเรร่ือรงษา

คำ�แนะน�ำ เพิม่ เตมิ

ในกรณีท่ีรถบังคับวิทยุไม่สามารถเคลื่อนที่บนถนนท่ีออกแบบได้ ให้วิเคราะห์
สาเหตุ หาแนวทางการปรบั ปรงุ ล้อรถหรอื พ้ืนถนน จากน้นั ทำ�การทดสอบใหม่ ตวั อย่าง
ของปัญหาที่อาจเกิดขึน้ ในขณะท�ำ กจิ กรรมแสดงดังตารางต่อไปนี้

ปญั หาท่ีอาจพบ สาเหตุท่เี ปน็ ไปได้ แนวทางการแก้ไข
1. รถแลน่ ไมไ่ ด้ พ้ืนถนนไม่รองรับ เช่น มุมของล้อ ปรบั ปรงุ ระยะหา่ งของวตั ถทุ น่ี �ำ มา
ไมต่ รงกับรอ่ งของถนน ท�ำ พนื้ ถนนใหเ้ หมาะสมวางมมุ ลอ้
รถให้ตรงกบั รอ่ งของถนน

2. รถแล่นไมเ่ ป็นเสน้ ตรง ขนาดล้อทรงแปดเหลี่ยมท่ีได้จาก พั บ รู ป ท ร ง แ ป ด เ ห ล่ี ย ม ใ ห ม่
การพับน้ันไม่เท่ากันหรือมีขนาดไม่ โดยกรีดรอยพับให้คม อาจใช้
ใกลเ้ คียงกนั ไมบ้ รรทดั ชว่ ยวดั ระยะและปรบั ให้
ระยะห่างของร่องถนนกับล้อยังไม่ เหมาะสมหมุนน็อตให้แน่น
เพียงพอสำ�หรับการขับเคลื่อนล้อรถ อาจตอ้ งพบั ลอ้ ทรงแปดเหลย่ี มใส่
ส่ายเช่น ในขณะท่ีประกอบล้ออาจ เพมิ่ อกี 1 ชั้นและตดิ กาวให้สนทิ
หมนุ นอ็ ตไมแ่ นน่ หรอื ความหนาของ เสมือนเปน็ ล้อเดียวกัน
ลอ้ ไมเ่ พยี งพอ

3. เพลาหมุนแต่ล้อไมห่ มุน ประกอบเพลากับลอ้ ไม่แนน่ หมนุ นอ็ ตใหแ้ นน่ อาจใชเ้ ทปกาว
พันรอบเพลาเพื่อให้แกนเพลา
หนาข้ึน

159

คิดประดษิ ฐ์ดว้ ยส่งิ รอบตวั

ส่ิงประดิษฐห์ ลายประเภทช่วยให้เราท�ำ งานไดส้ ะดวกและรวดเรว็ ข้ึน มนุษย์
มคี วามเปน็ นกั ประดษิ ฐม์ าตงั้ แตย่ คุ กอ่ นประวตั ศิ าสตร์ มกี ารน�ำ สง่ิ ตา่ ง ๆ รอบตวั
มาสรา้ งเปน็ สง่ิ ประดษิ ฐ์ นอกจากนส้ี งิ่ ประดษิ ฐบ์ างชนดิ ยงั ท�ำ ใหเ้ กดิ อปุ กรณ์ เครอื่ ง
ใช้ และเปลยี่ นชวี ติ ของมนุษย์ได้มากมาย ตวั อยา่ งเช่น ลอ้ ซึง่ ถือว่าเป็นสุดยอดส่ิง
ประดษิ ฐอ์ ีกชนิ้ หนึ่ง หลายพนั ปมี าแลว้ การขนสง่ ใช้วธิ ีการลาก แบกหาม ต่อมา
มีการนำ�ท่อนซุงมาสอดไว้เพื่อเคล่ือนย้ายของหนัก แล้วท�ำ ให้บางลงกลายเป็นล้อ
และมีการพัฒนามาจนถึงปัจจุบัน โดยทำ�ล้อให้แข็งแรง เบา และยังมีการใช้การ
เคลือ่ นไหวลักษณะลอ้ นมี้ าสร้างเป็นอปุ กรณ์เครื่องใชช้ นดิ อ่ืนอกี มากมาย

การเริ่มเป็นนักประดิษฐ์นั้นมักจะมองปัญหารอบตัว แลว้
สร้างชิ้นงานมาเพ่ือตอบสนองความต้องการเหล่าน้ันให้สะดวก
สบายขึน้ ซง่ึ อาจเรม่ิ ด้วยการคิด แล้วเขียนแบบออกมา จากนัน้
สรา้ งเปน็ ชนิ้ งานใหท้ �ำ งานไดจ้ รงิ หรอื อาจปรบั ปรงุ สง่ิ ประดษิ ฐท์ ่ี
มอี ยเู่ ดมิ ใหม้ ปี ระสทิ ธภิ าพมากขนึ้ ท�ำ งานไดห้ ลายหนา้ ทม่ี ากขนึ้
ปรบั ปรุงวสั ดุที่ใช้ในการสร้างให้เมาะสมกับงานลกั ษณะต่างๆ

การเรียนการสอนในมหาวิทยาลัยน้ันหลายสาขาวิชาได้ฝึกให้นักศึกษาเป็นนักประดิษฐ์สร้าง
นวตั กรรม ออกมาตามลกั ษณะของสาขาวชิ านน้ั ๆ บางสาขาเนน้ สงิ่ ประดษิ ฐเ์ พอ่ื พฒั นาออกมาใชง้ านจรงิ บาง
สาขาเน้นในการสร้างขึ้นใหม่ บางสาขาเน้นในการพัฒนาวัสดุสำ�หรับนำ�มาสร้างสิ่งประดิษฐ์ บางสาขาเน้น
การออกแบบ โดยการพฒั นาสง่ิ ประดษิ ฐ์ ตอ้ งน�ำ ความรหู้ ลายศาสตรม์ าพฒั นารว่ มกนั ส�ำ หรบั สง่ิ ประดษิ ฐท์ ่ี
นกั เรียนจะไดท้ ดลองเป็นตัวอย่างการสร้างชนิ้ งานอย่างงา่ ย เชน่ สง่ิ ประดิษฐ์จากหลอดแอลอดี ี นกั เรยี นจะ
น�ำ ความรกู้ ารตอ่ วงจรไฟฟา้ มาสรา้ งเปน็ สงิ่ ของเครอื่ งใชต้ ามความตอ้ งการของนกั เรยี น แตถ่ า้ หากนกั เรยี น
ต้องการศกึ ษาการสรา้ งหลอดแอลอีดีขน้ึ มาใชง้ านนน้ั ต้องศกึ ษาตอ่ ในสาขาวทิ ยาศาสตร์
หรอื วศิ วกรรมศาสตร์ การสรา้ งกล้องเพอริสโคปซ่ึงใช้หลกั การหักเหของแสง ส่ิงประดิษฐ์
ชน้ิ น้เี คยเป็นอปุ กรณ์ส�ำ คัญของมนุษย์ แตเ่ มอ่ื เทคโนโลยีตา่ งๆ พัฒนาไปท�ำ ให้เกดิ
สง่ิ ประดิษฐ์ใหมๆ่ เขามาแทน แต่สง่ิ ประดษิ ฐ์ช้ินนีถ้ ือวา่ เป็นจุดเรม่ิ ต้นของส่ิงประดิษฐ์
อืน่ อกี มากมายเช่นกนั

160

การทดลอง เรื่อง

ส่ิงประดษิ ฐจ์ ากหลอดแอลอีดี (LED)

ออกแบบกจิ กรรม โดย รศ.ธรี วัฒน์ ประกอบผล
ห้องปฎิบัติการอเิ ลก็ ทรอนิกส์ คณะวทิ ยาศาสตร์
สถาบนั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบงั
เวลาที่ใชใ้ นการด�ำเนนิ กิจกรรม 30 นาทีต่อหน่งึ การทดลอง (90) นาที
ระดบั ชัน้ ประถมศึกษาตอนปลาย ถงึ มัธยมศึกษาตอนตน้

เช่ือมโยงกบั ส่ิงทพี่ บในชวี ติ ประจ�ำวัน

ไฟฟา้ เปน็ พลงั งานส�ำ คญั ท่เี ปลี่ยนการด�ำ เนนิ ชีวติ ของทกุ คนบนโลกน้ี การผลติ พลังงานไฟฟา้
น้ันทำ�ไดห้ ลายวิธี เช่น เซลลไ์ ฟฟา้ เคมีที่เราไดจ้ ากถ่านไฟฉาย พลงั งานจากการเหน่ยี วนำ�ไฟฟา้ ท่ีเรา
ได้จากไดนาโม หรอื จากโฟโตโวตาอกิ ท่ีเราได้จากเซลลแ์ สงอาทติ ย์ การน�ำ พลังงานไฟฟา้ มาใชง้ าน
นั้นเราต้องต่อวงจรไฟฟ้าให้ทำ�งานได้ครบวงจรแล้วเปล่ียนรูปพลังงานไฟฟ้าให้อยู่ในรูปพลังงาน
ท่ีต้องการ เช่น แสง ความร้อน พลังงานกล เป็นต้น โดยใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ นั้นหลอดไฟเป็น
อปุ กรณช์ นดิ หนงึ่ ทเ่ี ราใชก้ นั มาอยา่ งยาวนาน โดยเปลย่ี นพลงั งานไฟฟา้ เปน็ แสงสวา่ ง และหลอดไฟน้ี
มีการพฒั นามาอย่างตอ่ เน่อื ง จนถึงปัจจบุ นั เปน็ หลอดแอลอีดี ทใ่ี ชพ้ ลังงานไฟฟา้ นอ้ ยลง และมีอายุ
การใชง้ านยาวนาน หลอดไฟทเี่ ราใชต้ ามบา้ นเรอื นจงึ เปลยี่ นมาเปน็ หลอดแอลอดี ี และเรายงั น�ำ มาใช้
ทำ�สงิ่ ประดษิ ฐต์ ่างๆ ไดอ้ ีกมากมาย

สาระส�ำคญั

หลอดแอลอีดี (LED) หรือไดโอดเปลง่ แสงเปน็ อุปกรณส์ ารกึง่ ตัวนำ�

ทสี่ ามารถให้แสงสว่างได้ เป็นหลอดที่มขี ั้ว 2 ข้วั คือ ข้วั แอโนด (A) หรือข้ัว
บวกมลี กั ษณะขายาว และขว้ั แคโทด (K) หรอื ขว้ั ลบมลี กั ษณะขาสน้ั โดยหลอด
แอลอดี ี ทใ่ี ชง้ านกนั ทว่ั ไปนนั้ จะตอ้ งการแรงดนั ไฟฟา้ ตกครอ่ มประมาณ 1.7
โวลต์ (V) และต้องการให้กระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นประมาณ 15 มลิ ลแิ อมแปร์
(mA) หลอดจงึ สวา่ งได้ และแอลอีดี แตล่ ะสจี ะตอ้ งการแรงดนั ไฟฟา้ ไม่เทา่
กนั ปัจจุบันมกี ารผลิตหลอดแอลอีดี ออกมาหลายรุ่น บางร่นุ มีความสวา่ ง
มากเป็นพิเศษ บางรนุ่ ต้องการแรงดันไฟฟ้านอ้ ยลง บางรุ่นสามารถกะพรบิ
ได้ บางรุ่นกะพริบเปลี่ยนสีได้หลายสี หรือมีหลายสีอยู่ในหลอดเดียวกัน
การน�ำ หลอดแอลอดี ี มาใชง้ านนนั้ อาจน�ำ หลายๆ หลอดมาตอ่ กนั ไดท้ ง้ั แบบ
อนกุ รมและแบบขนาน และเนื่องจากเป็นหลอดทต่ี ้องการพลังงานไฟฟา้ ต่�ำ
จงึ มีการนำ�มาสรา้ งเป็นสิ่งประดิษฐต์ ่างๆ มากมาย

161

การทดลอง เร่ือง

ส่ิงประดิษฐจ์ ากหลอดแอลอีดี (LED)

A K มฝีชงั อิปยเล่ใู ็กนๆตวั LED

ภาพท่ี 1 สัญลักษณ์ หลอด LED AK

ภาพที่ 2 หลอด LED

จดุ ประสงค์ของกิจกรรม

1. เรียนรู้การต่อวงจรไฟฟา้ อยา่ งง่ายใหอ้ ปุ กรณไ์ ฟฟ้าท�ำ งานได้
2. สังเกตพลังงานแสงที่ได้จากการต่อวงจรไฟฟ้าวา่ มีความสัมพนั ธ์กบั กระแสไฟฟ้าอย่างไร
3. สรา้ งสง่ิ ประดิษฐ์จากหลอดแอลอดี ี

ภาพรวมการทดลอง

การทดลองชุดสงิ่ ประดษิ ฐ์จากหลอดแอลอดี ี แบง่ ออกเปน็ 3 ตอน ไดแ้ ก่
1.1 การตอ่ วงจรไฟฟา้ อยา่ งงา่ ย
1.2 วงจรแบบอนุกรมและขนาน
1.3 การสรา้ งส่งิ ประดษิ ฐ์จากหลอดแอลอีดี

ให้ผู้เรียนทำ�การทดลองและเรียนรู้
ไปทีละขั้นตอน การทดลองผู้เรียนอาจทำ�
คนเดียว หรือแบ่งผู้เรียนเป็นกลุ่มย่อยๆ
กลมุ่ ละ 2 คน

162

การทดลอง เรื่อง

สิง่ ประดษิ ฐจ์ ากหลอดแอลอีดี (LED)

การทดลอง ตอนท่ี 1
การต่อวงจรไฟฟ้าอย่างงา่ ย

ในการทดลองนี้ผู้เรียนจะสร้างวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายด้วยตนเอง
โดยใชห้ ลอดแอลอดี ี เปน็ อปุ กรณเ์ ปลยี่ นพลงั งานไฟฟา้ เปน็ พลงั งานแสง

วสั ดุ อุปกรณ์

ที่ รายการ จ�ำนวนต่อกลมุ่

1 หลอดแอลอีดี (LED) 2 หลอด

2 สายไฟพร้อมปากคีบ 3 เสน้

3 ตัวต้านทาน 510 โอหม์ (Ω) และ 220 โอห์ม (Ω) ขนาดละ 1 ตัว

4 กระบะถา่ น 2 ก้อน พร้อมข้วั สายไฟ 1 ชุด

5 แผ่นเบรดบอร์ด (breadboard) 1 แผน่

ขนั้ ทดลอง

1) ทดสอบการใช้งานหลอดแอลอดี ี โดยใชถ้ า่ นไฟฉายสองก้อนใส่ในกระบะถ่าน แลว้ ใช้สายไฟตอ่
ขัว้ บวกเข้ากับขาแอโนด (A) (ขายาว) และสายไฟข้ัวลบต่อกบั ขาแคโทด (K) (ขาสัน้ ) โดยตอ่ วงจร
นเ้ี ป็นเวลาสัน้ ๆ

หลอด LED
ขาสัน้ ตอ่ สายไฟด�ำ
ขายาวต่อสายไฟแดง

ภาพที่ 3 แสดงการตอ่ วงจร สงั เกตวา่ หลอดแอลอดี ี สวา่ งหรือไม่
2) สลับขวั้ หลอดแอลอีดีแลว้ สังเกตว่าหลอดสวา่ งหรอื ไม่
3) ต่อวงจรหลอดแอลอดี ี ดังรปู โดยนำ�ตวั ต้านทานขนาด 510 โอหม์ (Ω)

มาตอ่ อนกุ รมเพอื่ ลดแรงดนั ไฟฟ้าท่ีตกคร่อมหลอดแอลอดี ี โดยต่อลงบนแผ่นเบรดบอร์ด

163

ส่ิงประดิษฐก์จาารกทดหลลอองดเรแ่ือองลอดี ี (LED)

ภาพท่ี 4 วงจรหลอดแอลอีดี และการต่อวงจรลงแผ่นเบรดบอร์ด
4) เปลีย่ นขนาดของตัวต้านทานเปน็ 220 โอห์ม (Ω)
5) เปล่ียนหลอดแอลอดี เี ป็นหลอดสีอ่ืนๆ หรือชนดิ อนื่ ๆ

เกิดอะไรข้นึ

จากการทดลองจะพบว่าการนำ�หลอดแอลอีดี มาใช้งานน้ันจะต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าทาง
ข้ัว แอโนด (A) และไหลออกทางขั้วแคโทด(K) ถ้าหากต่อสลับข้ัวกันหลอดแอลอีดี จะไม่สว่าง
หลอดแอลอีดีสีแดงนั้นต้องการแรงดันไฟฟ้าประมาณ 1.7 โวลต์ (V) ดังน้ันถ้าหากเราต่อกับถ่าย
ไฟฉาย 2 ก้อน ซึง่ มแี รงดันไฟฟา้ 3 โวลต์ (V) ควรต่อในเวลาสนั้ ๆ เพือ่ ป้องกนั ไมใ่ ห้หลอดแอลอีดี
เสียหาย ในการใชง้ านทว่ั ไปนัน้ จงึ น�ำ ตวั ต้านทานมาตอ่ อนกุ รม เพื่อตา้ นทานกระแสไฟฟา้ และให้มี
แรงดันตกคร่อมหลอดแอลอดี ตี �ำ่ ลง ความสว่างของหลอดแอลอดี ีนัน้ จะขึน้ กับคา่ ของกระแสไฟฟ้า
ท่ีไหลผ่าน ถ้ากระแสไฟฟ้าน้อยลง ความสว่างจะน้อยลง ดังน้ันเม่ือลดขนาดของตัวต้านทานลง
จะทำ�ให้กระแสไฟฟา้ ไหลมากขึ้น หลอดแอลอดี ีจึงสวา่ งมากขึน้ นั้นเอง

164

สง่ิ ประดษิ ฐกจ์ าารกทดหลลอองดเรแื่อองลอดี ี (LED)

ตอนที่ 2
วงจรแบบอนุกรมและขนาน

ในการทดลองนผี้ เู้ รยี นจะสรา้ งตอ่ วงจรหลอดแอลอดี ที มี่ จี �ำ นวนหลอดมากขน้ึ

วสั ดุ อุปกรณ์

ท่ี รายการ จ�ำนวนต่อกลมุ่

1 หลอดแอลอีดี (LED) 5 หลอด
2 ถา่ น 9 โวลต์ (V) 1 ก้อน
3 ตวั ต้านทาน 220 โอห์ม (Ω) 1 ตวั
4 กระบะถ่าน 2 ก้อน พร้อมขั้วสายไฟ 1 ชุด
5 แผ่นเบรดบอร์ด (breadboard) 1 แผ่น

ขนั้ ทดลอง

1) นำ�หลอดแอลอีดี 2 หลอด ต่ออนุกรมกัน โดย
เสียบหลอดแอลอีดีหลอดแรกลงไปก่อน แล้วให้
ขาแอโนด (A) ของหลอดทส่ี องอยใู่ นแถวเดยี วกบั
ขาแคโทด (K) ของหลอดแรก แล้วตอ่ แหล่งจา่ ย
ไฟ 3 โวลต์ (V) โดยให้ขั้วบวกต่อกับขาแอโนด
(A) ของหลอดแรก และขั้วลบต่อกับขาแคโทด
(K) ของหลอดทีส่ อง แลว้ สังเกตผล

ภาพที่ 5 ภาพสัญลักษณ์การตอ่ วงจร

165

การทดลอง เร่ือง

สงิ่ ประดิษฐ์จากหลอดแอลอดี ี (LED)

2) น�ำ หลอดแอลอดี ี 2 หลอด ตอ่ ขนานกนั โดยใหข้ า
แอโนด (A) (ขายาว) ของทงั้ สองหลอดอยใู่ นแนว
แถวเดียวกัน และให้ขาแคโทด (K) (ขาสั้น) ทั้ง
สองหลอดอยู่ในแนวแถวเดียวกัน แล้วต่อแหล่ง
จา่ ยไฟ 3 โวลต์ (V) เข้ากบั หลอดแอลอดี ี

เกิดอะไรขน้ึ ในปัจจุบันหลอดแอลอีดีมีผลิตออกมา
หลายรูปแบบ บางชนิดมีความสว่างมากเป็น
จตกหใแตา่หไม่หอาหจลสตฟเยแ่อลราหน้กละออไ่อลจตหอกไฟอื่ัอบลดงมละะด่อขลดงอฟวทตหอ่สน้ึวทอกเมงดี่ต้า้อีดวมงลี่สดันจจโาไ่า่องจีม่ืออดาตดรแไางเอรมจาปดยจทอก่้อจหยต่าหแาะจอ่ำา�กลู่ลยทโร่อรรนกะนอหาดอถงแืออำ�เักนุวรีดลดยดทสรใสนรนทแอหีนแังผว่แวามุกรมดดด่า้บไก่ากอ่ารกงฟงงาันแนลรลับนมดนัไฟนกะอหอไอขดกันนแฟอ้า้โลีดงลเนั้มนน้ัไดนสยมอฟจีอแฟากาจอ้ไยมีด่ือ้าะบดนรฟฟะรยไาีพจจวตทบะแมฟ้ทาก3ึงม่แาบอ้่ีหขทร่ตสี่้าสยสกงนงเวนโี่ตแดุ้อวนใไแันวด่าา่ึงยข่กาฟชงอ่ืลรนกันไงอกแ้เคฟงงปสตนพาไงไรไจรดด้ำา�ยฟ์รแหง้ีจ่ิม่อาหจั(้นนัดงหะฟลVกมแะดรหทนำัไล�ไ)ก้ไาหัแบังฟหปลำห�งหไ่ ขาตลนฟกใจลอฟยลลรอห่ง่ล้ัานฟา่อดนังต้าองรย้ะา้ดท�ำ่อดี่ พิเศษซึ่งจะต้องการกระแสไฟฟ้ามากขึ้นตามไป
ด้วย บางชนิดเป็นหลอดขนาดเล็กกินกระแส
ไฟฟ้าต่ำ� บางชนิดเป็นหลอดที่กะพริบได้ บาง
ชนดิ มหี ลายๆ สใี นหลอดเดยี วกนั ซง่ึ เราสามารถ
เลือกมาใช้งานได้หลายรปู แบบตามตอ้ งการ

หลอดแอลอีดีท่ีมีความสว่างมากเป็น
พิเศษมักต้องการกระแสไฟฟ้ามากข้ึนด้วย เรา
อาจนำ�แบตเตอร่ีขนาด 9 โวลต์ (V) มาใช้ก็ได้
และเมอ่ื แรงดนั แหลง่ จา่ ยไฟมามากขน้ึ เราอาจน�ำ
หลอดแอลอดี มี าต่ออนุกรมกันได้เชน่ กนั

166

การทดลอง เรื่อง

สงิ่ ประดิษฐจ์ ากหลอดแอลอดี ี (LED)

ภาพแทอล่ี 6อีดกทีารีส่ ตว่อา่ งวมงาจกรโเดปย็นใพชเิ้หศลษอด (2brre2res0odiws,tonrr)ed,

นภ�ำาหพลทอ่ี ด7แมกอาาลตรอตอ่ ีด่ออี วน3งกุ จหรรลมโอกดดันย LrEeDds,
9 V Battery yoreallnogwe, ,
or green

วสั ดุ อุปกรณ์ ตอนท่ี 3

การสรา้ งสงิ่ ประดษิ ฐจ์ ากหลอดแอลอดี ใี นตอนนใี้ หผ้ เู้ รยี นทดลอง
น�ำ อปุ กรณ์ท่ีให้มาสรา้ งเป็นสิ่งประดิษฐ์ขึน้ มาหนึ่งชนิ้

ท่ี รายการ จ�ำนวนตอ่ กลมุ่

1 หลอดแอลอดี ี (LED) 2 หลอด
2 ถ่านกลมแบน 3 โวลต์ (V) 1 ก้อน
3 แผน่ ทองแดงขนาดเลก็ 1 ชิน้
4 โบวผ์ ูกผม 2 เสน้
5 เครอื่ งประดับ เชน่ กระดมุ เข็มกลดั 1 ชุด

167

การทดลอง เร่ือง

สิง่ ประดษิ ฐจ์ ากหลอดแอลอดี ี (LED)

ข้นั ทดลอง

1. ใมใเหขหายี้ผ้มหนู้เานรวึ่งียสงชจรน้ิน้ารองโขอดเนึ้ ปกยม็นแนาสบำ�ก่ิงอบอ่ ปุปนสรกิ่งพะรปดรณริษอ้ ะ์ทมฐด่ีก์ทโิษำ�ดดหฐสย์นขอใ้ึนดหบ้ 2. ใหผ้ เู้ รยี นคดิ สง่ิ ประดษิ ฐท์ ม่ี หี ลอดแอลอดี ปี ระกอบอยู่
ส่งิ ประดษิ ฐ์ของตนเอง โดยพิจารณาดังประเดน็ ต่อไปนี้
2.1 สิ่งประดิษฐ์ท่ีต้องการใช้หลอดแอลอีดี
จ�ำ นวนเทา่ ได
2.2 เขียนวงจรของหลอดแอลอีดีท่ีต้องใช้
งานท้งั หมด
2.3 ทดลองต่อวงจรหลอดแอลอีดีแล้ว
พิจารณาวา่ ทำ�งานได้หรอื ไม่
2.4 สรา้ งช้นิ งานส่ิงประดษิ ฐ์
ผู้เรียนมีแผนการในการนำ�เสนอส่ิง
2.5 ประดษิ ฐข์ องผเู้ รยี นอยา่ งไร มแี ผนการ
ตลาดอยา่ งไร

อคสใใมคอนทอน�ำ อืา่กทผ่ีนแหกวม่าอ้้อนดัแรนงผางะลปะตอเแทู้เะนรปรปุลสผดมิีย็น�ำากไู้สลานฟเดชรณออพอ้ิฟณนในงหไา่ิมาง้ ใ์แฟอจผ้านเแตาฟไเู้ตนมจลมร่ลา้ จมิียแะหะ่ตใใรนนตาห้ชอิงวะไวั อ้ผ้งกดนิทใปุทเู้็ไนร้ำ�ยรดกดจู้หวยีา้รกัลงลนลณอจออัไยการดด์งดคาจว้ทลูรแวนดัทำกั�อรำ�คสษดใลมหว่ิงอลณาาป้ผดีออมะู้รเงชีขรภตะทนอียดิปา่ งั้งดินงิษรหสตศไาฐญัมดา่กัย์ตด้รงญยราู้จๆน่วไ์ ามักฟหี้มณทขเฟากค้ี่มอไกา้ัฟบรอีท่ือวฟ2ผย�ำดังู้าู้่

168

การทดลอง เร่ือง

ประดษิ ฐก์ ลอ้ งเพอริสโคป

ออกแบบกจิ กรรม โดย นางสาวรชั ดา ยาตรา
ฝา่ ยโอลิมปกิ วชิ าการและพัฒนาอจั ฉรยิ ภาพทางวิทยาศาสตร์
และคณิตศาสตร์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์
และเทคโนโลยี (สสวท.)
เวลาทีใ่ ช้ด�ำเนินกิจกรรม 60 นาที
ระดับชน้ั ประถมศึกษาตอนปลาย

เช่ือมโยงกบั สงิ่ ท่พี บในชีวติ ประจ�ำวัน

กลอ้ งเพอรสิ โคป (periscope) หรือกลอ้ งปรทิ รรศน์ ซึ่งคนไทยเรยี กอกี อย่างหนง่ึ ว่ากลอ้ งตาเรือ เป็น
เครอื่ งมอื ส�ำ หรบั การสงั เกตสง่ิ ตา่ งๆ ทไ่ี มส่ ามารถมองเหน็ ไดใ้ นระดบั สายตาของผมู้ องหรอื อาจมสี งิ่ กดี ขวาง
การมองเห็น กล้องเพอริสโคปจึงเป็นอุปกรณ์หลักภายในเรือดำ�นำ้� โดยใช้เป็นเครื่องมือค้นหาทางทัศนะ
ที่สำ�คัญของเรือดำ�นำ้�ในสมัยก่อน แต่ในปัจจุบันได้ลดความสำ�คัญลงอย่างมาก เพราะมีเคร่ืองมือค้นหา
ประเภทอ่ืนๆ ทีม่ ีประสทิ ธิภาพสูงกว่าและปกปิดตนเองไดด้ กี วา่ มาทดแทน อย่างไรก็ตามกลอ้ ง เพอริสโคป
ก็ยังมีความจำ�เป็นในบางกรณี เช่น เพื่อใช้ในการพิสูจน์ทราบเป้าโดยสายตาเมื่อสถานการณ์ทางยุทธการ
มีความสับสนหรือระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ใช้งานไม่ได้ ซ่ึงใช้เป็นอุปกรณ์การพิสูจน์ทราบสำ�รอง โดย
ท่ัวไปกลอ้ งเพอรสิ โคปใน เรอื ดำ�น�้ำ แบ่งออกเปน็ 2 ชนดิ คอื

ภาพที่ 1 การตดิ ต้งั และใช้งานกลอ้ งเพอริสโคป 1. กล้องเพอริสโคปสำ�หรับภารกิจการค้นหา (search
(periscope) ในเรือด�ำน้�ำแบบส�ำรวจ or look out periscope) กล้องจะมีขนาดค่อนข้าง
ใหญ่ ขยายภาพได้ในระยะไกล และมีมุมการมองเห็น
กว้างคือประมาณ 30 องศา ใช้สำ�หรับการค้นหาเป้า
หมาย หากทัศนวิสัยดีสามารถมองเห็นเป้าหมายคือ
เรือรบขนาดเรือคุ้มกันได้ในระยะ 7 ไมล์ (mi) (11.26
กโิ ลเมตร (km)) เรอื สนิ คา้ ประมาณ 8 - 10 ไมล์ (mi)
(12.87 – 16.09 กโิ ลเมตร (km)) และเครอ่ื งบนิ ทบ่ี นิ ต�่ำ
ประมาณ 10 ไมล์ (mi) (16.09 กิโลเมตร (km) ซ่ึงตาม
ปกตกิ ลอ้ งเพอรสิ โคปส�ำ หรบั ภารกจิ การคน้ หาจะมสี าย
อากาศเรดาร์และกล้องแสงอินฟราเรดติดต้ังอยู่ด้วย
เพอื่ เลอื กใชไ้ ด้เมอื่ ยกกล้องเพอริสโคป ข้นึ เหนอื ผิวน�ำ้

169

การทดลอง เร่ือง

ประดษิ ฐก์ ล้องเพอริสโคป

2. กลอ้ งเพอรสิ โคปส�ำ หรบั ภารกจิ การโจมตี (attack periscope) กลอ้ งมขี นาดเลก็ เพอ่ื ไมใ่ หข้ า้ ศกึ
ตรวจพบ และมมี มุ การมองเหน็ แคบ ใชส้ �ำ หรบั หาขอ้ มลู ในการยงิ อาวธุ ตอรป์ โิ ดเมอื่ เขา้ โจมตี กลอ้ ง
เพอริสโคป แบบนี้จะใช้ในระยะเวลาสั้นๆ คือประมาณครั้งละ 6 วินาที (s) ในเรือดำ�นำ้�สมัยใหม่
มกั จะมีอปุ กรณว์ ัดระยะดว้ ยแสงเลเซอร์ตดิ ต้ังอยูด่ ว้ ย

ภาพที่ 2 กลอ้ งเพอริสโคป (periscope) มองจากด้านนอกเรือด�ำน�ำ้ ส�ำหรบั ภารกจิ การโจมตี ปริซึม
(อา้ งอิง www.navedu.navy.mi.th/submarine_web/6061_sub_sensor.htm) เลนส์

ในอดีตมีการใช้กล้องเพอริสโคปในยามสงครามเพื่อ
สงั เกตการณศ์ ตั รใู นสนามรบ เชน่ มกี ารใช้กล้องเพอรสิ โคปในขณะ
ปนี ปอ้ มก�ำ แพง หรอื ตดิ ตงั้ กลอ้ งเพอรสิ โคปกบั รถยนตห์ มุ้ เกราะ หลงั
จากนั้นได้มีการพัฒนากล้องเพอริสโคปให้ซับซ้อนข้ึนเพื่อใช้ในเรือ
ดำ�นำ้� โดยเปลี่ยนวัสดุสะท้อนแสงจากกระจกไปเป็นปริซึม (ปริซึม
คือ วัตถุรูปทรงหลายหน้าท่ีมีฐานหลายเหล่ียมและด้านข้างเป็นรูป
สี่เหลี่ยมด้านขนาน) ซึ่งสามารถปรับขยายหรือย่อขนาดได้ รวมทั้ง
สามารถปรับความสูงของกล้องเพื่อการมองเห็นในระดับความลึก
ตนื้ ทีแ่ ตกต่างกันได้ หรืออาจมองได้รอบทิศทางอกี ด้วย ในกจิ กรรม
น้ี เปน็ การประดษิ ฐก์ ลอ้ งเพอรสิ โคปอยา่ งงา่ ย ซง่ึ ใชห้ ลกั การสะทอ้ น
แสงเพยี งอย่างเดียว

กระจกเงา ปริซึม
เลนส์ใกลต้ า
แสง
กระจก

ภาพที่ 3 กล้องเพอริสโคป (periscope) อย่างง่าย ภาพท่ี 4 กล้องกล้องเพอริสโคป (periscope)
โดยใชห้ ลกั การสะทอ้ นแสง ที่ใช้หลกั การสะท้อนแสงและหกั เหแสง
(อา้ งอิง www.nsm.or.th/index.php?option=com (อ้างองิ kanchanapisek.or.th/kp6/sub/book/book.php?
_k2&view=item&id=4527:pericope&Itemid=218) book=2&chap=6&page=t2-6-infodetail01.html)

170

การทดลอง เร่ือง

ประดิษฐก์ ล้องเพอริสโคป

สาระส�ำคัญ เสน้ แนวฉาก รงั สีสะท้อน
การสะท้อนของแสง รังสีตกกระทบ

เม่ือรังสีของแสงตกกระทบผิววัตถุท่ีจุดใด จุดตกกระทบ มมุ สะท้อน
ก็ตาม ถ้าเราลากเส้นต้ังฉากกับผิววัตถุน้ัน เส้นตั้ง
ฉากที่ลากนี้เรียกว่า เส้นแนวฉาก และเรียกมุมที่ ภาพท่ี 5 การสะท้อนของแสง วตั ถุ
รังสีตกกระทบทำ�กับเส้นแนวฉากว่า มุมตกกระทบ
มมุ ท่รี งั สสี ะทอ้ นทำ�กบั แนวฉาก เรียกวา่ มุมสะท้อน

กฎการสะทอ้ นของแสงมีดังน้ี

1. รงั สตี กกระทบ รงั สสี ะทอ้ น และเสน้ แนวฉาก อยบู่ น
ระนาบเดยี วกนั (ในกรณนี ้ี คอื ระนาบของหนา้ กระดาษ)
2. มุมตกกระทบเทา่ กับมมุ สะท้อน

วตั ถทุ ม่ี ผี วิ เรยี บและเปน็ มนั เชน่ กระจกเงา จะท�ำ ใหเ้ กดิ การสะทอ้ นอยา่ งมรี ะเบยี บ ดงั ภาพที่ 6 แต่
ถา้ วตั ถทุ ม่ี ีผวิ ไมเ่ รียบหรือผวิ ขรุขระ เช่น พน้ื ผิวถนน จานรับสัญญาณดาวเทียม จะเกดิ การสะทอ้ นอยา่ ง
ไม่มีระเบียบดงั ภาพท่ี 7 แตก่ ารสะท้อนของแสงต้องเป็นไปตามกฎการสะท้อนของแสง

ภาพท่ี 6 การสะทอ้ นของแสงที่วตั ถุท่ีมผี วิ เรียบและเป็นมัน ภาพท่ี 7 การสะทอ้ นของแสงทีว่ ัตถมุ ีผวิ ขรขุ ระ

ภาพท่ี 8 แนวล�ำแสงจากการกระทบวตั ถทุ กี่ ระจกเงา ภาพท่ี 9 แนวล�ำแสงจากการกระทบวตั ถทุ ีก่ ระจกเงา

171

การทดลอง เร่ือง

ประดิษฐก์ ลอ้ งเพอริสโคป

จุดประสงค์ของกิจกรรม 2.

1. เพื่อให้ผเู้ รียนได้ฝึก
ประดิษฐ์อุปกรณ์หรอื
เพ่ือใหผ้ เู้ รียนได้ เคร่ืองมอื จากหลักการ
เรยี นรูเ้ รื่องการเดนิ ทาง
ทางวิทยาศาสตร์
ของแสงและการ
สะท้อนของแสง

ภาพรวมการทดลอง

กลอ้ งเพอรสิ โคปเปน็ กจิ กรรมทท่ี �ำ ใหผ้ เู้ รยี นเขา้ ใจและเรยี นรกู้ ารเดนิ ทางของแสงและ
การสะทอ้ นของแสงโดยการประดษิ ฐก์ ล้องเพอริสโคป

การทดลอง

วัสดุ อุปกรณ์

ที่ รายการ จ�ำนวนต่อคน

1 แบบกระดาษกล้องเพอริสโคป 1 แผ่น
2 แผ่นโลหะขดั เงาทีส่ ะท้อนภาพได้ดี หรือกระจกเงา 2 แผ่น

ขนาด 4 × 5.5 เซนตเิ มตร (cm) 1 เสน้
1 ม้วน
3 เชอื กส�ำ หรับร้อยเปน็ สายหอ้ ยกล้อง 1 อนั
4 เทปกาวสองหน้า
5 กรรไกร

วสั ดุ อุปกรณ์

172

การทดลอง เรื่อง

ประดิษฐก์ ล้องเพอริสโคป

วธิ ีการประดิษฐ์กล้องเพอริสโคป

1. น�ำ แบบกระดาษกลอ้ งมาพบั ตามรอยปรุ เพอ่ื ประกอบเปน็ กลอ้ งทรงสเี่ หลยี่ มมมุ ฉาก ตามขน้ั ตอนดงั ตอ่ ไปน้ี

173

การทดลอง เรื่อง

ประดิษฐก์ ลอ้ งเพอริสโคป

2. เมอ่ื ประกอบแบบกล้องเสร็จแลว้ ท่ีหวั และทา้ ยของล�ำ กลอ้ งจะเปน็ พน้ื เอยี ง 45 องศา ส�ำ หรบั ติดแผน่
โลหะท่ีสะทอ้ นภาพไดด้ หี รอื กระจกเงาที่บรเิ วณพื้นเอยี งภายในล�ำ กล้อง ดงั รูปต่อไปน้ี

3. ร้อยเชือกในรทู เ่ี จาะไว้เพอ่ื ทำ�สายห้อยกล้องส�ำ หรบั พกพา ดงั รปู ตอ่ ไปน้ี

ค�ำ แนะนำ�เพมิ่ เติม

สามารถน�ำ ไปประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจ�ำ วนั ได้ เชน่ รา้ นขายทองหรอื ตามหา้ งสรรพ
สนิ คา้ มกั น�ำ กระจกเงาระนาบมาชว่ ยตกแตง่ รา้ น โดยวางท�ำ มมุ ตา่ งๆ เพอื่ ใหล้ กู คา้ มอง
สินค้าแล้วรู้สึกว่ามีสินค้าวางจำ�หน่ายอยู่จำ�นวนมากและยังทำ�ให้ร้านดูกว้างขวางอีก
ด้วย นอกจากน้ันยังสามารถท่ีจะประยุกต์ใช้ในการศึกษาเรื่องการหักเหของแสงผ่าน
ปรซิ ึมและเลนส์ได้ โดยเปล่ียนกระจกเปน็ ปริซมึ และเลนส์

174

การทดลอง เร่ือง

ประดษิ ฐก์ ล้องเพอริสโคป

แบบกระดาษ
กลอ้ งเพอริสโคป

175

การทดลอง เร่ือง

ประดิษฐน์ าฬกิ าทราย

ออกแบบกจิ กรรม โดย นางสาวรัชดา ยาตรา
ฝา่ ยโอลิมปกิ วิชาการและพฒั นาอัจฉรยิ ภาพทางวิทยาศาสตร์
และคณติ ศาสตร์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์
และเทคโนโลยี (สสวท.)
เวลาที่ใชด้ �ำ เนินกจิ กรรม 60 นาที
ระดับชั้น ประถมศึกษาตอนปลาย ถงึ มธั ยมศึกษาตอนต้น

เชือ่ มโยงกบั สิง่ ท่ีพบในชวี ติ ประจ�ำวนั

นาฬกิ าทราย เปน็ อปุ กรณส์ �ำ หรบั จบั เวลาซง่ึ มคี วามส�ำ คญั มากในอดตี สมยั
ทย่ี ังไมม่ ีการประดษิ ฐน์ าฬกิ าจรงิ ๆ ขึ้นมาใช้ ตัวอยา่ งของนาฬกิ าจับเวลาในอดีต
เชน่ การวางกะลามะพรา้ วทมี่ รี บู นผวิ น�ำ้ จนน�ำ้ เขา้ เตม็ กะลาแลว้ ท�ำ ใหก้ ะลาจม ซงึ่
ค�ำ ว่า “นาฬิกา” แปลวา่ กะลามะพรา้ ว มาจากเหตุผลนน้ี ่ีเอง

ภาพที่ 1 นาฬกิ าทราย
การประดิษฐ์นาฬิกาทรายเป็นเรื่องไม่ยาก และสามารถ
ประดิษฐ์ได้จากอุปกรณ์เหลือใช้ แต่การประดิษฐ์นาฬิกาทรายให้มี
ความแมน่ ย�ำ ถอื เปน็ เรอ่ื งทา้ ทายอยา่ งมากเพราะมปี จั จยั หลายอยา่ ง
ท่ีสัมพันธ์กับเวลา เช่น ขนาดและรูปร่างของกระเปาะใส่ทราย หรือ
ขนาดของเมด็ ทราย เป็นตน้

176

ประกดาษิ รทฐด์นลาอฬงิกเรา่ือทงราย

สาระส�ำคัญ

ความหนาแนน่ (density) ใชส้ ญั ลกั ษณ์ : p อกั ษรกรกี อา่ นวา่ โร (Rho) เปน็ การ
วัดมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร วัตถุที่มีความหนาแน่น (p) มากจะมีมวลมากและ
น�้ำ หนกั มากเมอื่ ปรมิ าตรเทา่ กนั กลา่ วอกี นยั หนงึ่ คอื เมอื่ น�้ำ หนกั เทา่ กนั วตั ถทุ มี่ คี วาม
หนาแน่น (p) สงู เชน่ เหลก็ จะมปี ริมาตรนอ้ ยกวา่ วตั ถทุ ่ีมคี วามหนาแน่น (p) ต�่ำ เช่น
น�ำ้ หนว่ ยในระบบเอสไอของความหนาแนน่ (p) คอื กโิ ลกรมั ตอ่ ลกู บาศกเ์ มตร (kg/m3)

ความหนาแนน่ เฉลย่ี ของวตั ถุ (average density) หาไดจ้ ากอตั ราสว่ นระหวา่ ง
มวลรวมกบั ปรมิ าตรรวม ดังสมการ

โดยท่ี p คอื ความหนาแน่นของวตั ถุ มหี น่วยเปน็ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)
m คือ มวลรวมของวตั ถุ มหี น่วยเปน็ กิโลกรัม (kg)
V คือ ปรมิ าตรรวมของวัตถุ มีหนว่ ยเป็น ลูกบาศกเ์ มตร (m3)
อัตราการไหล (flow rate) คือ ปริมาณของของไหลที่ไหลผานพ้ืนที่หนาตัดใดๆ ที่

กําหนดตอหนึง่ หนว ยเวลา มหี นว่ ยเป็นลูกบาศกเ์ มตรตอ่ นาที (m3/min)
อัตราการไหลของมวล (mass flow rate) คือ ปริมาณมวลที่ไหลผ่านต่อเวลา ซ่ึง

สามารถค�ำ นวณ ได้จากสมการทวั่ ไป ดังน้ี
Q = pAv

โดยท่ี Q คือ อัตราการไหลของมวล มีหนว่ ยเป็น กโิ ลกรัมต่อวนิ าที (kg/s)
p คือ ความหนาแน่นของวัตถุ มหี นว่ ยเป็น กโิ ลกรมั ตอ่ ลูกบาศก์เมตร (kg/m3)
A คอื พื้นทหี่ นา้ ตดั การไหล มหี นว่ ยเป็น ตารางเมตร (m2)
v คอื ความเรว็ เฉลี่ยของการไหล มหี น่วยเปน็ เมตรต่อวนิ าที (m/s)

กิจกรรมนี้ถูกปรับเน้ือหาเพื่อความเหมาะสมแก่ผู้เรียน
ระดับประถมศึกษาตอนปลายและมัธยมศึกษาตอนต้น โดย
อัตราการไหลจะเน้นไปท่ีความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรของ
ทรายตอ่ เวลา และให้ผูเ้ รียนศึกษาผลของพื้นทห่ี น้าตัดการไหล
(ขนาดของรู) ที่มีต่ออัตราการไหล แทนการหาอัตราการไหล
ตามสมการข้างตน้

177

ประกดาษิ รทฐดน์ ลาอฬงิกเรา่ือทงราย

จุดประสงคข์ องกิจกรรม

1. ประดิษฐน์ าฬิกาทรายจากอุปกรณ์เหลือใช้ เชน่ เปลือกไข่ กรวยใสป่ โี ป้ และฝาปดิ แก้วกาแฟ เป็นตน้
2. เรียนร้แู ละฝึกปฏิบัตกิ ารชง่ั ตวง และวัด
3. เรยี นร้เู ร่อื งความหนาแนน่ ของสสาร
4. เรยี นรเู้ ร่อื งอตั ราการเปล่ียนแปลงและอัตราการไหล
5. เรียนรแู้ ละฝกึ การคดิ วิเคราะห์หาปจั จยั ที่มผี ลต่อความแม่นยำ�ของนาฬิกาทราย

ภาพรวมการทดลอง

การทดลอง เรื่อง ประดิษฐน์ าฬกิ าทราย แบ่งออกเปน็ 4 ข้ันตอน ไดแ้ ก่
1.1 หาความหนาแนน่ ของทราย
1.2 วัดปริมาตรของทราย
1.3 หาความสัมพนั ธข์ องขนาดรู ปรมิ าตรของทราย และเวลา
1.4 ประดษิ ฐ์นาฬกิ าทราย

การทดลอง

วสั ดุ อุปกรณ์

ที่ รายการ จ�ำนวนตอ่ คน จ�ำนวนต่อกล่มุ

1 กรวยปีโป้ 6 ช้ิน -

2 ทรายละเอยี ด 50 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร (cm3) -

3 กระบอกตวงหรอื กระบอกฉดี ยา - 1 ใบ

4 ธูป - 3 ดอก

5 ไม้ขีดไฟ - 1 กลอ่ ง

6 นาฬกิ าจบั เวลา (หรอื ใช้โทรศัพทม์ ือถอื จบั เวลา) - 1 อัน

7 ภาชนะรองรบั ทราย - 1 ใบ

8 เทปใส - 2 มว้ น

9 กาว - 1 หลอด

10 กระดาษหนงั สือพมิ พเ์ ก่า (สำ�หรบั กันเปื้อน) - 1 ฉบบั

11 กระดาษแข็งขนาด A4 - 1 แผน่

178

ประกดาิษรทฐด์นลาอฬงกิ เรา่ือทงราย

ภาพที่ 2 วัสดุ อุปกรณ์

การจัดกจิ กรรม

1. แบ่งผู้เรียนเป็นกลุ่ม ผ2เู้.รยี แนจใกนอแุปตกล่ ระกณล์ใมุ่ ห้ 3. ทำ�กิจกรรมที่ 4. สรุปผล อภิปราย
กลุ่มละ 6-8 คน แล้วนำ� 1.1 - 1.4 แ ล ก เ ป ลี่ ย น ค ว า ม
ผู้เรียนเข้าสู่กิจกรรมพูด คิดเห็น และวิธีการ
ถงึ บทบาทและความส�ำ คญั ปรับปรงุ ชน้ิ งาน
ของนาฬิกา การจับเวลา
และการท�ำ นาฬกิ าในอดีต

กจิ กรรมยอ่ ยที่ 1 : ใหผ้ ู้เรียนหาความหนาแนน่ (p) ของทราย
การบันทกึ ผล : หาความหนาแนน่ ของทราย (p)

ปริมาตรของทราย มวลของทราย ความหนาแนน่ ของทราย
(ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร) (กรัม) (กรมั ตอ่ ลกู บาศก์เซนตเิ มตร)

10
20
30
40
50

179

ประกดาษิ รทฐดน์ ลาอฬงกิ เรา่ือทงราย

กจิ กรรมท่ี 1.2 : ให้ผู้เรยี นเจาะรทู ีก่ ้นกรวยปโี ป้ด้วยธูปที่ติดไฟ ใส่ทรายในกรวยปโี ป้
แลว้ สังเกตการไหล ของทรายผ่านรูท่เี จาะไว้ลงในกระบอกตวง
การบันทึกผล : การวดั ปริมาตรของทราย (V)

เวลา ปริมาตรของทราย อตั ราการไหล
(วินาท)ี (ลูกบาศก์เซนติเมตร) (ลกู บาศก์เซนตเิ มตรต่อวนิ าท)ี

20
40
60
80
100
120

กจิ กรรมที่ 1.3 : ใหผ้ ู้เรยี นทำ�การทดลองโดยการเปลี่ยนขนาดของรู และปรมิ าตร (V) ของทราย
จนท�ำ ใหน้ าฬกิ าทรายของตวั เองสามารถจับเวลาไดแ้ ม่นย�ำ ตามทต่ี ้องการ
การบนั ทกึ ผล : ความสัมพันธ์ของขนาดรู (d) ปริมาตรของทราย (V) และเวลา (T)

ปริมาตร ชอ่ งเล็ก (0.3 มิลลเิ มตร) ช่องกลาง (0.5 มลิ ลเิ มตร) ช่องใหญ่ (0.7 มิลลิเมตร)
ของทราย เวลา (วนิ าที) เวลา (วนิ าท)ี เวลา (วนิ าที)
(ลูกบาศก์
เซนติเมตร) ครั้งท่ี คร้ังที่ ครง้ั ที่ คา่ เฉลี่ย คร้ังท่ี ครง้ั ท่ี ครั้งที่ ค่าเฉล่ีย คร้ังท่ี คร้ังที่ ครั้งที่ คา่ เฉลย่ี
1 23 1 23
23 1

3

5

8

10

13

180

การทดลอง เร่ือง

ประดษิ ฐน์ าฬิกาทราย

กจิ กรรมที่ 1.4 : ให้ผ้เู รยี นประดษิ ฐ์นาฬกิ าทรายตามการออกแบบของตนเอง แล้วใหผ้ ูเ้ รยี น
จับเวลาเทยี บกบั นาฬกิ าจบั เวลาว่านาฬิกาทรายของตนเองมีความแมน่ ย�ำ โดยมีเวลาตรง
กบั นาฬิกาทใ่ี ชจ้ ับเวลาหรือไม่

ภาพท่ี 3 ตวั อย่างข้ันตอนการประกอบ
นาฬกิ าทรายจากกรวยปโี ป้

181

การทดลอง เร่ือง

ประตมิ ากรรมกระดาษ

ออกแบบกิจกรรม โดย ผศ.ดร.สรุ ศักด์ิ ละลอกน�ำ้
นายบดีศร บญุ อินทร์ และนางสาวนรีกานต์ เสาวรส
ภาควิชาวทิ ยาศาสตร์ทว่ั ไป คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวิทยาลยั ศรนี ครนิ ทรวิโรฒ
เวลาทใี่ ชด้ ำ�เนนิ กจิ กรรม 90 นาที
ระดบั ชนั้ ประถมศึกษาตอนปลาย

เช่อื มโยงกับสง่ิ ท่ีพบในชีวิตประจ�ำวนั

กระดาษมีการใช้ประโยชน์อย่างหลากหลายในปัจจุบนั เช่น หนงั สอื เรยี น วัสดตุ กแต่ง งานพิมพ์
ท�ำ ความสะอาด บรรจภุ ณั ฑ์ และสมดุ ส�ำ หรบั จดบนั ทกึ เมอื่ มกี ารใชป้ ระโยชนอ์ ยา่ งมากสงิ่ ทเ่ี กดิ ขน้ึ ตามมาคอื
ของเสยี ทเี่ กดิ จากกระดาษ บางครง้ั การใชป้ ระโยชนน์ นั้ อาจยงั ไมค่ มุ้ คา่ กบั การผลติ กระดาษขนึ้ มา มรี ายงาน
ว่าประเทศไทย มกี ารใช้กระดาษประมาณ 2 ลา้ นตัน ตอ่ ปี และมอี ตั ราการใชเ้ พ่มิ ข้นึ รอ้ ยละ 15 ตอ่ ปี ส�ำ หรบั
กระบวนการผลิตกระดาษใหไ้ ดป้ รมิ าณ 1 ตัน จะตอ้ งสญู เสียทรพั ยากรปา่ ไมโ้ ดยตัดตน้ ไม้ 17 ตนั ใชก้ ระแส
ไฟฟ้า 1,000 กิโลวตั ต์ต่อชัว่ โมง (kw/hr) ปรมิ าณน้ำ�มันเตา 300 ลติ ร (L) น้ำ�สะอาด 100 ตนั และ คลอรีน
5 กโิ ลกรมั (kg) ดงั นนั้ การใชก้ ระดาษใหค้ มุ้ คา่ จงึ เปน็ ทางเลอื กอกี ทางหนงึ่ ในการรกั ษาทรพั ยากรธรรมชาติ
และสง่ิ แวดลอ้ ม และลดการผลติ กระดาษได้

สาระส�ำคญั

กระดาษ หมายถึง วัตถเุ ปน็ แผ่นบางๆ ส่วนมากท�ำ จากใยเปลอื กไม้ ฟาง หญา้ หรือเศษผา้
ใช้เขียนหรือพิมพ์หนังสือ หรือห่อของและอ่ืนๆ เม่ือนำ�มาใช้ในงานใดงานหน่ึงแล้ว สามารถนำ�มา
ใช้ประโยชนใ์ หมไ่ ด้อกี ในรปู แบบต่างๆ เชน่ การใช้ซ้ำ� หรือน�ำ กลบั มาผา่ นกระบวนการแล้วผลิตเปน็

กระดาษขน้ึ มาใหมโ่ ดยใชห้ ลกั การจดั การขยะ 3Rs คอื Reduce Reuse และ Recycle เรมิ่
จากการลดการใชก้ ระดาษทไี่ มจ่ �ำ เปน็ ดว้ ยการใชถ้ งุ ผา้ แทนถงุ กระดาษ น�ำ กระดาษทส่ี ามารถใชไ้ ดก้ ลบั
มาใชป้ ระโยชนอ์ กี คร้งั เช่น การใช้ประโยชนจ์ ากกระดาษท่ใี ช้แลว้ หนงึ่ หนา้ และ การน�ำ กระดาษเกา่ ๆ
มาทำ�เป็นกระดาษใหม่ โดยใช้รูปแบบการท�ำ กระดาษสา ในกิจกรรมน้ีนักเรียนจะได้ท�ำ สมุดเล่มเล็ก
จากกระดาษท่ีใชแ้ ล้ว และการนำ�กระดาษเกา่ มาทำ�เป็นกระดาษใหม่

จุดประสงค์ของกจิ กรรม

เพอ่ื ฝกึ ทกั ษะกระบวนการทาง เพื่อสร้างความตระหนักในการ
วิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน อนุรักษ์ทรัพยากรป่าไม้ด้วยการทำ�
กจิ กรรมประตมิ ากรรมกระดาษโดย
ใชห้ ลกั การจดั การขยะกระดาษ 3Rs

182

การทดลอง เรื่อง

ประตมิ ากรรมกระดาษ

ภาพรวมการทดลอง ตอนที่ 1 เปลย่ี นกระดาษทงิ้ เป็นกระดาษท่มี คี า่
ตอนที่ 2 ผลิตกระดาษใหม่จากกระดาษเก่า
ประติมากรรมกระดาษ เป็นกิจกรรม
วิทยาศาสตร์ ที่สร้างความตระหนักด้านการ แบ่งผเู้ รียน กลมุ่ ละ 5-6 คน ทดลอง
อนรุ กั ษท์ รพั ยากรปา่ ไม้ โดยใชห้ ลกั การจดั การ และเรียนรูต้ ามขน้ั ตอน ดังน้ี
ขยะกระดาษ 3Rs แบง่ เปน็ 2 ตอน ดังนี้

การทดลอง

ตอนที่ 1
เปลยี่ นกระดาษทง้ิ เปน็ กระดาษที่มคี ่า

การทดลองนี้ ผู้เรียนจะได้นำ�กระดาษท่ีใช้แล้ว 1 หน้า มาทำ�เป็นสมุด
เลม่ เล็กท่สี ามารถนำ�กลบั มาใชไ้ ดอ้ ีกคร้ัง โดยเรมิ่ ต้นจากกระดาษขนาด A4 พบั
แบง่ ครง่ึ เปน็ รูปรา่ งท่ขี นาดเล็กลงท่ลี ะครึ่งหน่ึง จนแบ่งได้เป็น 8 ส่วน และ ตดั
กระดาษในต�ำ แหนง่ ทเ่ี หมาะสม จะไดส้ มดุ ทมี่ จี �ำ นวนหนา้ 16 หนา้ และ ตกแตง่
ให้สวยงาม เป็นการฝึกทกั ษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ขั้นพนื้ ฐาน และ พัฒนา
ความคดิ สร้างสรรคใ์ นตกแตง่ ชิ้นงาน

วัสดุ อปุ กรณ์ จ�ำนวนต่อคน

ที่ รายการ 1 แผ่น
1 อนั
1 กระดาษถ่ายเอกสารขนาด A4 ใช้แล้ว 1 หนา้ 1 ชดุ
2 กรรไกร 1 ขวด
3 วัสดุตกแต่ง 1 ชุด
4 กาว
5 สีไม้ เมจกิ



183

การทดลอง เรื่อง

ประติมากรรมกระดาษ

ขนั้ ทดลอง

1) นำ�กระดาษ A4 ทีใ่ ช้แลว้ 1 หนา้ พับคร่งึ ตามแนวนอน

2) พบั ในแนวต้ังแบง่ เปน็ 4 ส่วน
3) กางกระดาษออกแล้วพบั คร่ึงตามแนวตัง้ ตดั ตามรอยดงั ภาพ

4) พบั ใหม้ ลี กั ษณะเปน็ เลม่ โดยมกี ารเรยี งหนา้ ดงั ภาพ และตกแตง่ หนา้ ปกดว้ ยวสั ดตุ กแตง่ ใหส้ วยงาม

184

การทดลอง เรื่อง

ประติมากรรมกระดาษ

เกิดอะไรขึ้น

กระดาษจะถูกพับแบ่งจาก 1
ส่วน ออกเป็น 8 ส่วน และพับออก
มาเป็นสมุดที่มีหน้าทั้งหมด 8 หน้า
สามารถตกแตง่ และน�ำ ไปใชง้ านเปน็
สมดุ บนั ทกึ ได้ ดงั ภาพ

ค�ำอธิบายเพม่ิ เตมิ จากผลการทดลอง

การทดลองนี้เน้นการฝึกทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข้ันพ้ืนฐาน ได้แก่
การสงั เกต การจ�ำ แนก การคำ�นวณ การวดั การหาความสมั พนั ธร์ ะหว่างสเปสกับสเปส
และสเปสกับเวลา การจดั กระทำ�และสื่อความหมายข้อมลู การลงความคดิ เหน็ และการ
พยากรณ์ โดยใชก้ ารฝกึ การแบง่ สว่ นของกระดาษ A4 จนสามารถท�ำ เปน็ สมดุ เลม่ เลก็ ได้
และไดใ้ ชค้ วามคดิ สรา้ งสรรคแ์ ละความละเอยี ดรอบคอบในการท�ำ ชน้ิ งานและการตกแตง่
สมุดใหน้ ่าสนใจในการบนั ทึกข้อมลู ทีส่ ำ�คญั

ค�ำ แนะนำ�เพมิ่ เตมิ

1) ก�ำ ชับให้ผู้เรยี นระมัดระวังในการตัดกระดาษเพ่อื ไมใ่ หเ้ กดิ อนั ตราย
2) จัดเตรียมวัสดุตกแตง่ ใหม้ คี วามหลากหลายตามความสนใจของผูเ้ รียน
3) กำ�กับให้ผู้เรียนดูแลความสะอาดหลงั ท�ำ งานตามมอบหมายเรียบรอ้ ยแล้ว

185

การทดลอง เรื่อง

ประติมากรรมกระดาษ

ตอนท่ี 2
ผลติ กระดาษใหมจ่ ากกระดาษเก่า

การทดลองนี้ ผู้เรียนจะไดน้ ำ�กระดาษท่ใี ช้แล้ว
2 หน้า มาทำ�เป็นกระดาษใหม่โดยใช้วิธีเดียวกับการทำ�
กระดาษสา แล้วข้ึนรูปกับแม่พิมพ์ และนำ�กระดาษใหม่ท่ี
ได้ไปตกแต่งเปน็ วสั ดทุ ี่มคี า่ ตามความสนใจ

วัสดุ อปุ กรณ์ จ�ำนวนต่อคน

ท่ี รายการ 10 แผ่น
1 กระดาษถ่ายเอกสารขนาด A4 ใช้แล้ว 2 หนา้ 1 เครือ่ ง
2 เครอ่ื งป่นั น�ำ้ ผลไม ้ 2 อนั
3 ถาดพลาสติก 2 อนั
4 ฟองน�้ำ 1,000 มิลลิลิตร (ml)
5 นำ้� 10 อนั
6 แม่พมิ พ์ 1 อนั
7 กะละมัง 1 ชุด
8 วัสดุตกแตง่ 1 ชดุ
9 สีไม้ สเี มจกิ 1 ขวด
10 กาว

ลท1ง่ไี)มใฉนใ่ ีกเชค้แกรลรอ่ื ว้ะงดจป�ำา่ันนษวถน่าย1เ0อกแสผาน่ ร ขัน้ ทดลอง 3(เm)นปือ้in่นัล)กะเรใอะหียด้เดาปษ็นปเรยะ่ือมการณะด1าษนทาท่ีมี ี

2) เติมน้ำ�ปริมาตร 1,000
มลิ ลลิ ติ ร (ml) ลงในเครอื่ งปน่ั

186

การทดลอง เรื่อง

ประตมิ ากรรมกระดาษ

4) เทเยื่อกระดาษลงใน 5) นำ�แม่พิมพ์ที่มีเย่ือ
กะละมังแล้วใช้แม่พิมพ์ กระดาษวางลงในถาด
ชอ้ นเยือ่ กระดาษใหเ้ ตม็ แล้วใช้ฟองน้ำ�ซับน้ำ�
ใหแ้ หง้

เกิดอะไรขนึ้ 6) น�ำ ไปตากแดดหรอื อบ
ให้แห้ง รอจนกระดาษ
แห้งสนิท จึงนำ�ไปใช้
ประโยชน์ตามต้องการ

กระดาษจากเดิมที่เป็นแผ่นขนาด A4 เรียบๆ เมื่อนำ�ไปปั่นเป็น
เยื่อกระดาษ จะสามารถนำ�มาขึ้นรูปเป็นกระดาษใหม่ได้อีกครั้ง แต่จะได้
กระดาษที่แข็งและมีเน้ือหยาบ สามารถนำ�ไปตกแต่งเป็นชิ้นงานท่ีเหมาะ
สม เช่น ที่คั่นหนังสือ แสดงดังตัวอย่างผลงานท่ีมีความคิดสร้างสรรค์
ดงั ภาพดา้ นลา่ ง

ค�ำอธบิ ายเพ่ิมเติมจากผลการทดลอง

หากต้องการให้กระดาษมีสีขาวให้นำ�ไป คำ�แนะน�ำ เพ่ิมเติม
ฟอกสีด้วยสารละลายไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์
(Hydrogen peroxide : H2O2) แตส่ ารนม้ี คี วาม 1. จัดเตรียมวสั ดตุ กแตง่ ให้มคี วามหลากหลาย
อนั ตรายสงู จงึ ไมแ่ นะน�ำ ใหฟ้ อกสี หากตอ้ งการ ตามความสนใจของผ้เู รียน
ใหก้ ระดาษมคี วามเรยี บมากขน้ึ จะตอ้ งน�ำ ไปรดี
ใหบ้ าง 2. กำ�กับให้ผู้เรียนดแู ลความสะอาดหลงั ทำ�งาน
ตามทไี่ ดร้ บั มอบหมายเรยี บรอ้ ยแลว้

187

การทดลอง เร่ือง

ประติมากรรมกระดาษ

ตวั อย่าง ตารางการวัดประเมนิ ผล

สง่ิ ทป่ี ระเมนิ ดี ระดบั การประเมิน ปรับปรงุ
เข้าใจประเด็นปัญหาเร่ือง พอใช้ เข้าใจประเด็นปัญหาเรื่อง
1. การทำ�ความเขา้ ใจ ทรัพยากรป่าไม้ และการ ทรัพยากรป่าไม้ และการ
ปัญหา หรือ จัดการขยะ 3Rs ถูกต้อง เขา้ ใจประเดน็ ปญั หาเรอื่ ง จัดการขยะ 3Rs ถูกต้อง
สถานการณ์ (PBL) ไมน่ ้อยกวา่ รอ้ ยละ 80 ทรพั ยากรปา่ ไม้ และ การ น้อยกว่าร้อยละ 60
2. การนำ�วิทยาศาสตร์ จดั การขยะ 3Rs ถูกตอ้ ง อธิบายความสำ�คัญของ
(S) มาใชใ้ นการ อธิบายความสำ�คัญของ ไม่นอ้ ยกวา่ ร้อยละ 60 ทรัพยากรป่าไม้ต่อการ
แกป้ ญั หา ทรัพยากรป่าไม้ต่อการ ผลติ กระดาษนอ้ ยกวา่ รอ้ ย
3. การเลือกเทคโนโลยี ผลิตกระดาษไม่น้อยกว่า อธิบายความสำ�คัญของ ละ 60
(T) ทเี่ หมาะสมในการ รอ้ ยละ 80 ทรัพยากรป่าไม้ต่อการ
แกป้ ญั หา ผลิตกระดาษไม่น้อยกว่า ทำ � ก า ร ท ด ล อ ง ไ ม่ ถู ก
ทำ�การทดลองถูกต้อง รอ้ ยละ 60 ต้องตามขั้นตอนและไม่
4. การออกแบบ ตามขน้ั ตอน และสามารถ สามารถผลติ ช้นิ งานได้
วางแผนทำ�กาทดลอง ผ ลิ ต ส มุ ด เ ล่ ม เ ล็ ก แ ล ะ ทำ�การทดลองถูกต้อง
ปรบั ปรุง และพัฒนา กระดาษได้อย่างถูกต้อง ตามขน้ั ตอน และสามารถ ส า ม า ร ถ อ ธิ บ า ย เ ร่ื อ ง
(E) สมบรู ณ์ ผลิตสมุดเล่มเล็กหรือ การทดลองและนำ�ไปใช้
กระดาษได้อย่างใดอย่าง ประโยชน์ได้ พิจารณา
ส า ม า ร ถ อ ธิ บ า ย เ รื่ อ ง หนง่ึ จากผลงาน น้อยกว่า
การทดลอง และนำ�ไป รอ้ ยละ 60
ใช้ประโยชน์ได้ พิจารณา ส า ม า ร ถ อ ธิ บ า ย เ รื่ อ ง
จากผลงาน ไม่น้อยกว่า การทดลอง และนำ�ไป
รอ้ ยละ 80 ใช้ประโยชน์ได้ พิจารณา
จากผลงาน ไม่น้อยกว่า
รอ้ ยละ 60

5. การใชค้ ณิตศาสตร์ สามารถอธิบายการแบ่ง สามารถอธิบายการแบ่ง สามารถอธิบายการแบ่ง
(M) ในการวเิ คราะห์ อัตราส่วนของกระดาษ อัตราส่วนของกระดาษ อัตราส่วนของกระดาษ
ขอ้ มลู ไดอ้ ยา่ งเหมาะสม ได้ถูกต้องสมบูรณ์ตาม ไ ด้ ถู ก ต้ อ ง ไ ม่ น้ อ ย ก ว่ า ไ ด้ ถู ก ต้ อ ง ไ ม่ น้ อ ย ก ว่ า
อัตราส่วนที่กำ�หนดได้ ร้อยละ 80 ร้อยละ 60
อยา่ งสมบูรณค์ รบถว้ น

188

การทดลอง เรื่อง

เรือสะเทนิ น้ำ� สะเทินบกพลงั ลูกโปง่

ออกแบบกิจกรรม โดย ดร.วิทยา กาญจนภษู ากจิ
และ ดร.มนตส์ ิทธ์ิ ธนสทิ ธโิ กศล
ภาควิชาฟสิ ิกส์ คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบรุ ี
เวลาทใ่ี ชด้ �ำ เนนิ กจิ กรรม 3 ชวั่ โมง
ระดบั ช้ัน ประถมศึกษาตอนปลาย ถึง มัธยมศกึ ษาตอนตน้

เชอื่ มโยงกบั สง่ิ ทีพ่ บในชวี ติ ประจำ�วนั

เทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถทำ�ให้ยานพาหนะเคล่ือนที่ได้โดยมีแรงเสียด
ทานน้อยท่ีสุด ซ่ึงหมายความว่าการเคลื่อนที่น้ันจะมีประสิทธิภาพและประหยัด
พลงั งานไปไดม้ าก นอกจากการออกแบบเพอื่ ลดแรงตา้ นอากาศอยา่ งทเี่ หน็ ไดจ้ าก
เครื่องบนิ และรถไฟความเรว็ สงู การทำ�ให้พาหนะลอยยกตัวขึน้ จากพืน้ กเ็ ป็นอกี วิธี
การหนึ่งในการลดแรงเสยี ดทานท่เี กดิ ข้นึ จากการสมั ผสั พืน้

สาระสำ�คัญ

เรือโฮเวอร์คราฟต์ (hovercraft) หรือเรอื สะเทินน�ำ้ สะเทนิ บกนน้ั เป็นพาหนะ
ท่ีอาศัยการยกตัวให้ลอยข้ึนจากพ้ืน หลักการทำ�งานคือผลักอากาศลงไปทางด้าน
ล่างเพ่ือที่จะทำ�ให้เกิดแรงยกกระทำ�ต่อเรือทำ�ให้เรือลอยข้ึนมาเหนือพ้ืนได้ ข้อดี
อย่างหน่ึงของการยกตัวเหนือพ้ืนของเรือ โฮเวอร์คราฟต์ นั้นคือการลดแรงเสียด
ทานระหว่างตัวเรือและพื้นผิว ด้วยเหตุนี้เรือโฮเวอร์คราฟต์ จึงเคล่ือนที่ได้อย่าง
รวดเรว็ และใช้พลงั งานน้อย

ในฐานกิจกรรมนี้จะจำ�ลองการทำ�งานของเรือโฮเวอร์คราฟต์ โดยอาศัย
ลกู โปง่ เปน็ เครอื่ งมอื เปา่ ลมออกมาเพอ่ื ยกตวั เรอื ใหล้ อยขนึ้ โดยจดุ ประสงคค์ อื เรา
ตอ้ งการศกึ ษาปจั จยั ตา่ งๆ ทม่ี ผี ลตอ่ ระยะเวลาในการลอยตวั ของเรอื โฮเวอรค์ ราฟต์
จ�ำ ลองนโี้ ดยอาศยั ความรทู้ างคณติ ศาสตรเ์ รอื่ งกราฟและความสมั พนั ธ์ เรขาคณติ
ของรูปทรง ทกั ษะการวดั และการประมาณภาพรวมการทดลอง

189

การทดลอง เรื่อง

เรือสะเทินนำ้� สะเทินบกพลงั ลกู โป่ง

จดุ ประสงคข์ องกิจกรรม

เขา้ ใจหลักการทำ�งานของเรือสะเทิน้ นํ้าสะเทิ้นบก hovercraft โดยการสรา้ งแบบจ�ำ ลอง
ศึกษาสภาพการเคลอ่ื นที่ของวัตถุเมื่อแรงลัพธ์ทกี่ ระทำ�บนวตั ถุเปน็ ศนู ย์
ออกแบบการทดลองอย่างง่ายดว้ ยตนเอง เช่น หาปจั จยั ที่มผี ลตอ่ เวลา
คดิ และวางแผนการเกบ็ ข้อมลู การวัดปริมาตร และการน�ำ เสนอผล
เขา้ ใจความสมั พันธข์ องตวั แปรตา่ งๆ ผา่ นการวาดกราฟ
เข้าใจหลกั การประมาณของปรมิ าณตา่ งๆ ท่อี าจจะเจอได้ในชวี ติ ประจ�ำ วัน เช่น การหาปริมาตรลูกโป่ง

ภาพรวมการทดลอง

ภาพที่ 1 (ซ้าย) จุกปิดอยู่ แผน่ ซดี ีอยู่นิ่งบนพืน้ (ขวา) เปิดจกุ ออก แรงยกใหแ้ ผ่นซดี ีลอยขนึ้
เราใช้แรงลมจากลูกโป่งเพื่อยกแผ่นซีดีให้ลอยข้ึนจากพ้ืน

จดุ น้ำ�ยาลา้ งจานที่ติดอยูก่ บั แผ่นซีดีจะเป็นเสมอื นประตกู นั้ ลม ถา้
จุกปดิ อยู่ (รูปด้านซ้าย) แผน่ ซดี ีก็อยู่น่งิ บนพ้ืน แตถ่ ้าเปิดจุกออก
อากาศภายในลูกโป่งจะสามารถไหลออกมาได้ทำ�ให้เกิดแรงยกให้
แผ่นซีดีลอยขึ้น (รูปด้านขวา) แผ่นซีดีจะลอยอยู่ได้นานเพียงใด
ขึน้ อยู่กับขนาดของลูกโป่ง

190

การทดลอง เรื่อง

เรือสะเทินน�้ำสะเทนิ บกพลงั ลูกโปง่

วสั ดุ อปุ กรณ์

ที่ รายการ จ�ำ นวนต่อกลมุ่

1 ลูกโป่ง 1-2 อนั
2 จกุ น้ำ�ยาล้างจาน ส�ำ หรับปล่อยลมออกจากลูกโป่ง 1 อนั
3 แผ่น CD 1 แผ่น
4 นาฬกิ าจบั เวลา 1 เครอ่ื ง
5 กระดาษกราฟ 1-2 แผ่น
6 ดินสอ 1 แท่ง
7 ยางลบ 1 อนั
8 ไมบ้ รรทดั 1 อัน
9 สายวดั 1 อัน

ข้ันทดลอง

1. น�ำ เอาจกุ น�ำ้ ยาลา้ งจานมาตดิ กบั รูตรงกลางของแผน่ CD โดยใช้กาวยางเป็น
ตวั เช่ือม (ในขน้ั ตอนนผี้ สู้ อนอาจเปน็ ผเู้ ชอื่ มกาวยางใหผ้ ูเ้ รียน)

2. เปา่ ลกู โปง่ แลว้ น�ำ มาครอบไวท้ ีจ่ ุกน้�ำ ยาลา้ งจาน อย่าเพงิ่ เปดิ จุกน�ำ้ ยาล้างจาน
3. ท�ำ การวดั ขนาดของลูกโป่งโดยวัดเสน้ รอบวง บันทึกผลลงในตาราง
4. เปดิ จกุ นำ�้ ยาลา้ งจาน สงั เกตวา่ แผน่ CD จะลอยขนึ้ ท�ำ การจับเวลาขณะท่ีแผ่น CD

ลอยขึน้ บนั ทึกเวลาทไี่ ดใ้ นตาราง
5. ท�ำ การวาดกราฟเพ่ือดูความสัมพนั ธร์ ะหว่างความยาวเส้นรอบวงเฉลี่ยกับเวลา

ในการลอยของแผ่น CD

191