โครงงาน สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้ำพลังปั่น

คณะผู้จัดท า ๑. นายอนุวัฒน์ หงษาวงษ์ ระดับ มัธยมศึกษาตอนต้น ๒. นายรัชพงศ์ วิลัย ระดับ มัธยมศึกษาตอนต้น ๓. นายอานุภาพ บุญก้อน ระดับ มัธยมศึกษาตอนต้น รายงานฉบบัน้เีป็นสว่นหนึ่รายงานฉบบัน้เีป็นสว่นหนึงของการประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์ ่งของการประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์ สา หรบันกัศึกษา กศน. ระดบัพ้นืที่า หรบันกัศึกษา กศน. ระดบัพ้นืที่ ดา้นการใชแ้ละอนุรกัษพ์ลงังานไฟฟ้าเพอื่ชวีิตและสงัคม ประจ าปี พุทธศักราช 2566 ณ ศนูยว์ิทยาศาสตรเ์พอื่การศึกษานครพนม ศูนย์ส่งเสริมการเรียนรู้อ าเภอเรณูนคร สังกัดส านักงานส่งเสริมการเรียนรู้จังหวัดนครพนม

ก บทคัดย่อ ชื่อเรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่น ชื่อผู้ท า ๑. นายอนุวัฒน์ หงษาวงษ์ ระดับ มัธยมศึกษาตอนต้น ๒. นายรัชพงศ์ วิลัย ระดับ มัธยมศึกษาตอนต้น ๓. นายอานุภาพ บุญก้อน ระดับ มัธยมศึกษาตอนต้น ที่ปรึกษาโครงงาน 1. นางอักษร ค้าถา ผู้อ้านวยการ สกร.อ้าเภอเรณูนคร 2. นางสาวรัศมี มาแพง ครู 3. นายสงกรานต์ เวฬุวนารักษ์ ครู 4. นายนายสุขทวี เตโช ครู กศน.ต้าบล 5. นายพนมเทียน ภูมิลา ครู กศน.ต้าบล การศึกษา โครงงาน เรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่น มีวัตถุประสงค์เพื่อลดการใช้ พลังงานและประหยัดค่าใช้จ่าย โดยมีวิธีการด้าเนินงานดังนี้ สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่น จ้านวน 1 เครื่องเพื่อทดสอบการปั่นน้้าและสรุปผลการศึกษา จากการท้างานของการปั่นเพื่อใช้พลังงานกลขับเคลื่อนมอเตอร์ที่ติดพ่วงเพื่อปั่นน้้ามาใช้ประโยชน์

ข กิตติกรรมประกาศ โครงงาน เรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่น ที่ส้าเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดีเพราะความกรุณา และความช่วยเหลือเป็นอย่างดีจากท่านผู้บริหารและคณะครูทุกท่านของศูนย์ส่งเสริมการเรียนรู้อ้าเภอ เรณูนคร ที่ให้ความอนุเคราะห์ในการจัดท้าโครงงาน ครั้งนี้ ที่ให้ก้าลังใจ จนท้าให้โครงงานฉบับนี้ส้าเร็จ ลุล่วงไปได้ด้วยดีจึงขอขอบพระคุณเป็นอย่างสูงไว้ ณ โอกาสนี้ คณะผู้จัดท้า

ค สารบัญ หน้า บทคัดย่อ ก กิตติกรรมประกาศ ข สารบัญ ค บทที่ 1 บทน า 1 1.1 ปัญหาและความส้าคัญของปัญหา ....................................................................... 1 1.2 วัตถุประสงค์............................................................................................................ 1 1.3 ตัวแปรที่ศึกษา......................................................................................................... 1 1.4 ขอบเขตการศึกษา ................................................................................................... 1 1.5 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ....................................................................................... 1 บทที่ 2 เอกสารที่เกี่ยวข้อง 2.1 การสูบน้้าโดยอาศัยการเหนียวน้า............................................................................ 2 2.2 ปั๊มน้้า....................................................................................................................... 2 2.3 ท่อน้้าไทย................................................................................................................ 3 2.4 การเชื่อมไฟฟ้า......................................................................................................... 4 2.5 ความรู้และทฤษฎีเกี่ยวกับแรง.................................................................................. 5 บทที่ 3 อุปกรณ์และวิธีการศึกษา.............................................................................................. 7 3.1 วัสดุอุปกรณ์............................................................................................................. 7 3.2 วิธีด้าเนินการ........................................................................................................... 7 บทที่ 4 ผลการศึกษา........................................................................................................... 9 บทที่ 5 สรุปผล อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ.................................................................. 10 5.1 สรุปผลการศึกษา.................................................................................................. 10 5.2 อภิปรายผล........................................................................................................... 10 5.3 ข้อเสนอแนะ......................................................................................................... 10 บรรณานุกรม.......................................................................................................................... 11

1 บทที่ 1 บทน า 1.1 ที่มาและความส าคัญของปัญหา ปัจจุบันการใช้พลังงานทดแทนในชีวิตประจ้าวันเริ่มมีการพัฒนามาใช้มากขึ้นและพลังงานถือ เป็นสิ่งมีค่าและความจ้าเป็นต่อการด้ารงชีวิตประจ้าวันของเราไม่ว่าจะเป็นพลังงานน้้า พลังงานน้้ามัน พลังงานไฟฟ้า ซึ่งความต้องการใช้พลังงานมีอัตราที่เพิ่มขึ้นทุกปี ในขณะพลังงานต่างๆมีอยู่อย่างจ้ากัด ดังนั้น วิธีการประหยัดพลังงานซึ่งท้าได้ทุกแห่งไม่ว่าจะเป็นบ้าน รถยนต์ ในสถานที่ท้างาน แต่ปัญหาอยู่ ที่เราจะท้าอย่างไรถึงจะช่วยกันประหยัดพลังงานของชาติให้เพียงพอต่อความต้องการของทุกคนได้ การใช้สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่น ด้วยพลังงานคน จะเป็นการประหยัดพลังงานไฟฟ้า ประหยัดเวลาและดีต่อสุขภาพประหยัดค่าใช้จ่ายในครัวเรือน 1.2 วัตถุประสงค์ 1. เพื่อดัดแปลงจักรยานท้าเป็นเครื่องสูบน้้าน้ามาใช้งานจริง 2. เพื่อลดการใช้พลังงานเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในครัวเรือน 3. เพื่อส่งเสริมการออกก้าลังกายให้แข็งแรง 1.3 ตัวแปรที่ศึกษา 1.3.1 ตัวแปรต้น จักรยานและปั๊มน้้า 1.3.2 ตัวแปรตาม ปริมาณแรงดันน้้า 1.3.3 ตัวแปรควบคุม ระยะเวลา,ปริมาณน้้า 1.4 ขอบเขตการศึกษา ในการศึกษาครั้งนี้ มีขอบเขตการศึกษาดังนี้ 1.4.1 สิ่งที่ศึกษา ปริมาณการไหลของน้้า จากการปั่นจักรยานที่สามารถสูบน้้าได้ 1.4.2 ระยะเวลา วันที่ 8 – 13 ธันวาคม 2566 1.4.3 สถานที่ ศูนย์ส่งเสริมการเรียนรู้อ้าเภอเรณูนคร 1.5 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 1.5.1 ลดการใช้พลังงาน 1.5.2 ดีต่อสุขภาพและประหยัดค่าใช้จ่ายในครัวเรือน 1.5.3 เพื่อให้สุขภาพร่างกายแข็งแรง

2 ทที่ 2 เอกสารที่เกี่ยวข้อง ในการศึกษาโครงงานโครงงาน เรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่นคณะผู้ศึกษา ได้ค้นคว้า รวบรวมข้อมูลจากเอกสารที่เกี่ยวข้องและจากเว็บไซต์บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ต โดยขอน้าเสนอ ตามล้าดับ ดังนี้ 2.1 การสูบน้ าโดยอาศัยการเหนียวน า วิธีการสูบน้้าโดยอาศัยการเหนี่ยวน้า 1.คุณต้องมีแหล่งน้้าพอใช้ตลอดทั้งปี (คุณสามารถ ปรับปรุงตามจุดประสงค์ได้) 2.สิ่งปลูกสร้าง คือ หอประปา หรือ ถังประปาจะต้องสูงจากพื้นดิน 6-7 เมตร 3.ถังเหล็กหรือพลาสติกแข็ง ความจุ 200 ลิตร แบ่งเป็น 3 ส่วน ส่วนบนสุดเจาะท้าท่อลงสู่แหล่ง น้้าที่ต้องการสูบน้้าไปใช้ลึกลงไปในน้้าอย่างน้อย 30 ซม. ส่วนที่ 2 หรือส่วนกลางเจาะท้าท่อลงสู่ที่ที่ ต้องการน้าน้้าไปใช้ยิ่งไกลยิ่งดีถึงแม้ว่าพื้นดินที่ต้องการใช้น้้านั้นสูงกว่าระดับน้้าก็ตามก็สามารถใช้วิธีการ นี้ไดอย่างไม่มีปัญหา ข้อควรจ้า ท่อสูบน้้าและท่อส่งน้้าควรมีขนาดเท่ากัน (ท่อที่ควรใช้ ขนาด 2 นิ้ว) ถ้าหากใช้ท่อ ใหญ่เกินกว่านี้ต้องพิจารณาถึงถังที่อยู่บนหอประปา ว่าทนความกดดันได้หรือไม่ และที่ส้าคัญที่สุดในการ ต่อท่อสูบน้้าจากแหล่งน้้าถึงถังที่อยู่บนหอจะต้องไม่รั่วหรือมีอากาศเข้าเด็ดขาดสุดท้ายประตูน้้า สูบและ ปล่อย น้้าควรมีประตูน้้าด้วยเพื่อสะดวกแก่การควบคุมน้้าบนหอประปาหลังจากที่สร้างสิ่งปลูกสร้าง เกี่ยวกับการประปาเสร็จ ปิดประตูน้้า ทั้ง 2 แล้วบรรจุน้้าให้เต็ม 195-200 ลิตร พอเต็มแล้วต้องปิดฝา ถังน้้า ให้สนิทแล้วก็เปิดประตูน้้า ทั้ง 2 พร้อมๆ กัน เท่านี้คุณก็จะได้เครื่องสูบน้้าที่ไม่เสียค่าไฟฟ้า - น้้ามัน 2.2 ปั๊มน้ า ปั๊มน้้าเป็นอุปกรณ์ส้าหรับเพิ่มแรงดันของน้้าซึ่งมีทั้งแบบที่ใช้มอเตอร์และแบบที่ใช้เครื่องยนต์ ท้าหน้าที่หมุนส่งก้าลังให้ปั๊มน้้าท้างาน เพื่อเพิ่มแรงดันและส่งน้้าไปตามท่อที่ใช้ในบ้านส่วนใหญ่จะเป็น แบบไฟฟ้า ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ ปั๊มน้้าแบบใบพัด ท้างานด้วยการหมุนของใบพัด ท้าให้เกิด แรงดันจ่ายไปตามท่อน้้า ข้อดีคือ ขนาดเล็ก หลักการท้างานง่ายชิ้นส่วนไม่มาก จ่ายน้้าได้ในปริมาณมาก สร้างแรงดันน้้าได้มากพอควร ถ้าหากต้องการแรงดันสูงสามารถน้าปั๊มน้้ามาต่อกันแบบมัลติสเตทได้ ปัจจุบันนิยมใช้กันมาก ปั๊มน้้าแบบใบพัด มีชื่อเรียกแตกต่างกันออกไปตามรูปร่างลักษณะของปั๊ม เช่น ปั๊มอัตโนมัติ ปั๊มหอยโข่ง ปั๊มไดโว่ ปั๊มแบบลูกสูบ ท้างานด้วยการชักสูบเลื่อนไปมา และมีวาล์วเปิดปิดน้้า เข้าออกจากลูกสูบเป็นดารเพิ่มแรงดันน้้าโดยตรง สมัยก่อนนิยมใช้กันมาก โดยเฉพาะในสวนปัจจุบันไม่ ค่อยนิยมใช้กันแล้วข้อดีคือ สามารถสร้างแรงดันน้้าได้สูง แต่มีข้อเสีย ให้ปริมาณน้้าน้อยและมีการสึก หรอของลูกสูบมาก ภาพที่ 2.1 ปั๊มน้้า

3 2.3 ท่อน้ าไทย ท่อน้้าไทยเป็นผู้ผลิตและจ้าหน่ายท่อพีวีซีและผลิตภัณฑ์พีวีซีคุณภาพเยี่ยมรายใหญ่ที่สุดใน ประเทศไทย กว่า 50 ปี “ ท่อน้้าไทย ” ก้าวย่างอย่างมั่นใจและมั่นคง บริษัท อุตสาหกรรมท่อน้้าไทย จ้ากัด ก่อตั้งเมื่อ ปี พ.ศ. 2506 โดยได้รับการส่งเสริม การลงทุนเพื่อกิจการอุตสาหกรรม ประเภทผลิต ท่อน้้าพลาสติก โดยในระยะเริ่มต้น บริษัทฯ ได้ เช่าห้องแถวสองชั้น อยู่ที่ ถ.ราชวงศ์ แขวงจักรวรรดิ์ เขต สัมพันธวงศ์ กรุงเทพฯ เป็นที่ตั้งส้านัก งาน และในปีเดียวกันนั้นบริษัทฯ ได้ซื้อที่ดินประมาณ 11 ไร่ บริเวณริมคลองทวีวัฒนาฝั่งซ้าย ซอยอินทราปัจ ถนนเพชรเกษม แขวงหลักสอง เขตหนองแขม กรุงเทพฯ สร้างเป็นโรงงาน แห่งแรก เพื่อด้าเนินการผลิต ท่อพีวีซีแข็งและท่ออ่อน ท่อดูดน้้า ท่อดูด อากาศ และ อุปกรณ์ข้อต่อพีวีซี ขนาดต่างๆ ในระยะเริ่มแรกโรงงานได้รับการถ่ายทอดเทคโนโลยีจาก บริษัท Sekisui Chemical Co., Ltd. ซึ่งเป็นบริษัทท่อพีวีซีใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศญี่ปุ่น ผลิตภัณฑ์ของบริษัทฯ เริ่มออกสู่ตลาดในต้นปี พ.ศ. 2509 ในระยะแรกท่อพีวีซียังไม่เป็น ที่แพร่หลาย เท่าไรนัก เนื่องจากท่อพีวีซียังเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ส้าหรับประเทศไทยในสมัยนั้น แต่อย่างไรก็ดี บริษัทฯ ได้พยายามประชาสัมพันธ์ให้ผู้ใช้ทราบถึงคุณสมบัติที่ดีของท่อพีวีซี และ วิธีการน้าไปใช้งานอย่างถูกต้อง ส่งผลให้ผู้ใช้ได้เข้าใจและยอมรับในผลิตภัณฑ์ของบริษัทฯ เพิ่มมากขึ้นมาโดยตลอดเนื่องจากผลิตภัณฑ์ ของบริษัทฯ ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเป็นอย่างมาก ท้าให้บริษัทฯต้อง ขยายขอบข่ายของงาน รวมทั้ง จ้านวนพนักงานที่ต้องเพิ่มมากขึ้นเป็นเงาตามตัว เป็นเหตุให้ ส้านักงานแห่งแรกคับแคบและไม่สะดวก ต่อการปฏิบัติงาน ดังนั้นในปีพ.ศ. 2512 บริษัทฯ ได้ซื้อ ที่ดินพร้อมตึกแถว 4 ชั้น 2 คูหา ณ เลขที่ 41-43 ถ.เฉลิมเขต 1 (สวนมะลิ) แขวงวัดเทพศิรินทร์ เขตป้อมปรามศัตรูพ่าย กรุงเทพฯ เป็นส้านักงาน แห่งที่สองในส่วนของโรงงานนั้น เนื่องจากการขยายตัวทางการผลิต และเทคโนโลยีของบริษัทฯ ได้รับ การพัฒนาเพิ่มมากขึ้น ประกอบกับโรงงานแห่งแรกมีเนื้อที่จ้ากัด บริษัทฯจึงได้ซื้อที่ดินเพื่อ ท้าการ ก่อสร้างโรงงานแห่งที่สองเมื่อปี พ.ศ. 2520 เนื้อที่ 120 ไร่ ซึ่งตั้งอยู่เลขที่ 40 ริมคลองทวีวัฒนาฝั่ง ขวา หมู่ที่ 9 แขวงหนองค้างพลู เขตหนองแขม กรุงเทพฯ ห่างจากโรงงาน แห่งแรกเพียง 2.6 กิโลเมตร การบริหารงานภายใต้แผนงานที่มีประสิทธิภาพของคณะผู้บริหาร และ ความร่วมมือ เป็นน้้าหนึ่งใจ เดียวกันของพนักงานประกอบกับการยึดหลักการอันแน่วแน่น ในการผลิตสินค้าที่มี คุณภาพ และราคา ที่เหมาะสม เพื่อประโยชน์ของลูกค้าเป็นส้าคัญ ภาพที่ 2.2 ท่อน้้า

4 2.4 การเชื่อมไฟฟ้า การเชื่อมเป็นงานที่อันตรายและอาจสร้างความเสียหายต่อตัวคุณและผู้อื่นดังนั้นควรมีการ ป้องกันอย่างดีเมื่อมีการเชื่อมส้าหรับรายละเอียดโปรดอ้างอิงจากข้อแนะน้าในความปลอดภัยและ การป้องกันอุบัติเหตุจากผู้ผลิตในงานเชื่อมไม่ว่าจะเป็นเชื่อมแก๊สหรือเชื่อมไฟฟ้าท่าเชื่อมที่สามารถท้า การเชื่อมได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากที่สุดนั่นคือ การเชื่อมท่าแต่สภาวะจริงในการปฏิบัติงานไม่ สามารถเลือกท่าถนัดได้ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพของงานที่ท้าอยู่ ภาพที่ 2.4 ท่าเชื่อม 2.5 ความรู้และทฤษฏีเกี่ยวกับแรง แรง ในทางฟิสิกส์คือการกระท้าจากภายนอกที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของระบบทาง กายภาพ โดยแรงเป็นผลมาจากการใช้พลังงาน เช่น คนที่จูงสุนัขอยู่ด้วยเชือกล่าม ก็จะได้รับแรงจาก เชือกที่มือ ซึ่งท้าให้เกิดแรงดึงไปข้างหน้า ถ้าแรงก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางจลนศาสตร์ตามกฎข้อที่ สองของนิวตันคือ เกิดความเร่ง ถ้าไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางจลนศาสตร์ก็อาจก่อให้เกิดความ เปลี่ยนแปลงอื่นๆ ได้เช่นกัน หน่วยเอสไอของแรงคือ นิวตัน 2.5.1 แนวความคิดพื้นฐาน

5 ในนิยามเบื้องต้นของแรงอาจกล่าวได้ว่า แรงคือ สิ่งที่ก่อให้เกิดความเร่ง เมื่อกระท้า เดี่ยวๆ ในความหมายเชิงปฏิบัติ แรงสามารถแบ่งได้เป็นสองกลุ่ม คือแรงปะทะ และแรงสนาม แรง ปะทะจะต้องมีการปะทะทางกายภาพของสองวัตถุ เช่นค้อนตีตะปู หรือแรงที่เกิดจากก๊าซใต้ความกดดัน ก๊าซที่เกิดจากการระเบิดของดินปืนท้าให้ลูกกระสุนปืนใหญ่พุ่งออกจากปืนใหญ่ ในทางกลับกัน แรง สนามไม่ต้องการการสัมผัสกันของสื่อกลางทางกายภาพ แรงโน้มถ่วง และ แม่เหล็กเป็นตัวอย่างของแรง ชนิดนี้ อย่างไรก็ตาม โดยพื้นฐานแล้วทุกแรงเป็นแรงสนาม แรงที่ค้อนตีตะปูในตัวอย่างก่อนหน้านี้ ที่จริง แล้วเป็นการปะทะกันของแรงไฟฟ้าจากทั้งค้อนและตะปูแต่ทว่าในบางกรณีก็เป็นการเหมาะสมที่เราจะ แบ่งแรงเป็นสองชนิดแบบนี้เพื่อง่ายต่อความเข้าใจแรงปั่น 2.5.2 นิยามเชิงปริมาณ[แก้] ในแบบจ้าลองทางฟิสิกส์ เราใช้ระบบเป็นจุด กล่าวคือเราแทนวัตถุด้วยจุดหนึ่งมิติที่ ศูนย์กลางมวลของมัน การเปลี่ยนแปลงเพียงชนิดเดียวที่เกิดขึ้นได้กับวัตถุก็คือการเปลี่ยนแปลง โมเมนตัม (อัตราเร็ว) ของมัน ตั้งแต่มีการเสนอทฤษฎีอะตอมขึ้น ระบบทางฟิสิกส์ใดๆ จะถูกมองในวิชา ฟิสิกส์ดั้งเดิมว่าประกอบขึ้นจากระบบเป็นจุดมากมายที่เรียกว่าอะตอมหรือโมเลกุล เพราะฉะนั้น แรง ต่างๆ สามารถนิยามได้ว่าเป็นผลกระทบของมัน นั่นก็คือเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ที่มัน ได้รับบนระบบเป็นจุด การเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่นั้นสามารถระบุจ้านวนได้โดยความเร่ง (อนุพันธ์ ของความเร็ว) การค้นพบของไอแซก นิวตันที่ว่าแรงจะท้าให้เกิดความเร่งโดยแปรผกผันกับปริมาณที่ เรียกว่ามวล ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับอัตราเร็วของระบบ เรียกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน กฎนี้ท้าให้เราสามารถ ท้านายผลกระทบของแรงต่อระบบเป็นจุดใดๆ ที่เราทราบมวล กฎนั้นมักจะเขียนดังนี้ F = dp/dt = d (m·v) /dt = m·a (ในกรณีที่ m ไม่ขึ้นกับ t) เมื่อ F คือแรง (ปริมาณเวกเตอร์) p คือโมเมนตัม t คือเวลา v คือความเร็ว m คือมวล และa=d²x/dt² คือความเร่ง อนุพันธ์อันดับสองของเวกเตอร์ต้าแหน่ง x เมื่อเทียบกับ tถ้า มวล m วัดในหน่วยกิโลกรัม และความเร่ง a วัดในหน่วย เมตรต่อวินาทีก้าลังสอง แล้วหน่วยของแรงคือ กิโลกรัม-เมตร/วินาทีก้าลังสอง เราเรียกหน่วยนี้ว่า นิวตัน: 1 N = 1 kg x 1 m/s² สมการนี้เป็นระบบ ของสมการอนุพันธ์อันดับสอง สามสมการ เทียบกับเวกเตอร์บอกต้าแหน่งสามมิติ ซึ่งเป็นฟังก์ชันกับ เวลา เราสามารถแก้สมการนี้ได้ถ้าเราทราบฟังก์ชัน F ของ x และอนุพันธ์ของมัน และถ้าเราทราบมวล m นอกจากนี้ก็ต้องทราบเงื่อนไขขอบเขต เช่นค่าของเวกเตอร์บอกต้าแหน่ง และ x และความเร็ว v ที่ เวลาเริ่มต้น t=0สูตรนี้จะใช้ได้เมื่อทราบค่าเป็นตัวเลขของ F และ m เท่านั้น นิยามข้างต้นนั้นเป็นนิยาม โดยปริยายซึ่งจะได้มาเมื่อ มีการก้าหนดระบบอ้างอิง (น้้าหนึ่งลิตร) และแรงอ้างอิง (แรงโน้มถ่วงของโลก กระท้าต่อมันที่ระดับความสูงของปารีส) ยอมรับกฎข้อที่สองของนิวตัน (เชื่อว่าสมมติฐานเป็นจริง) และ วัดความเร่งที่เกิดจากแรงอ้างอิงกระท้าต่อระบบอ้างอิง เราจะได้หน่วยของมวล (1 kg) และหน่วยของ แรง (หน่วยเดิมเป็น 1 แรงกิโลกรัม = 9.81 N) เมื่อเสร็จสิ้น เราจะสามารถวัดแรงใดๆ โดยความเร่งที่ มันก่อให้เกิดบนระบบอ้างอิง และวัดมวลของระบบใดๆ โดยการวัดความเร่งที่เกิดบนระบบนี้โดยแรง อ้างอิงแรงมักจะไปรับการพิจารณาว่าเป็นปริมาณพื้นฐานทางฟิสิกส์ แต่ก็ยังมีปริมาณที่เป็นพื้นฐานกว่า

6 นั้นอีก เช่นโมเมนตัม (p = มวล m x ความเร่ง v) พลังงาน มีหน่วยเป็น จูล นั้นเป็นพื้นฐานน้อยกว่าแรง และโมเมนตัม เพราะมันนิยามขึ้นจากงาน และงานนิยามจากแรง ทฤษฎีพื้นฐานที่สุดในธรรมชาติ ทฤษฎีกลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัม และ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไม่มีแนวคิดเรื่องแรงรวมอยู่ด้วยเลยถึงแม้ แรงไม่ใช่ปริมาณที่เป็นพื้นฐานที่สุดในฟิสิกส์ มันก็เป็นแนวคิดพื้นฐานที่แรวคิดอื่นๆ เช่น งาน และ ความ ดัน (หน่วย ปาสกาล) น้าไปใช้ แรงในบางครั้งใช้สับสนกับความเค้น 2.5.3 ชนิดของแรง มีแรงพื้นฐานในธรรมชาติที่รู้จักด้วยกันอยู่ 4 ชนิด แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม กระท้าระหว่างอนุภาคระดับเล็กกว่าอะตอม แรงแม่เหล็กไฟฟ้า ระหว่างประจุไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี แรงโน้มถ่วงระหว่างมวล ทฤษฎีสนามควอนตัมจ้าลองแรงพื้นฐานสามชนิดแรกได้อย่างแม่นย้า แต่ไม่ได้จ้าลองแรงโน้มถ่วง ควอนตัมเอาไว้ อย่างไรก็ตาม แรงโน้มถ่วงควอนตัมบริเวณกว้างสามารถอธิบายได้ด้วย ทฤษฎีสัมพัทธ ภาพทั่วไปแรงพื้นฐานทั้งสี่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ทั้งหมด รวมถึงแรงอื่นๆ ที่สังเกตได้ เช่น แรงคูลอมบ์ (แรงระหว่างประจุไฟฟ้า) แรงโน้มถ่วง (แรงระหว่างมวล) แรงแม่เหล็ก แรงเสียดทาน แรงสู่ศูนย์กลาง แรงหนีศูนย์กลาง แรงปะทะ และ แรงสปริง แรงต่างๆ ยังสามารถแบ่งออกเป็น แรง อนุรักษ์ และแรงไม่อนุรักษ์ แรงอนุรักษ์จะเท่ากับความชันของพลังงานศักย์ เช่น แรงโน้มถ่วง แรง แม่เหล็กไฟฟ้า และแรงสปริง แรงไม่อนุรักษ์เช่น แรงเสียดทาน และแรงต้าน 2.5.4 ผลจากแรง เมื่อแรงถูกกระท้ากับวัตถุหนึ่ง วัตถุนั้นสามารถได้รับผลกระทบ 4 ประเภท ดังนี้ วัตถุที่อยู่นิ่งอาจเริ่มเคลื่อนที่ ความเร็วของวัตถุที่ก้าลังเคลื่อนที่อยู่เปลี่ยนแปลงไป ทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุอาจเปลี่ยนแปลงไป รูปร่าง ขนาดของวัตถุอาจเปลี่ยนแปลงไป กฎของนิวตัน[แก้] เซอร์ ไอแซก นิวตัน นักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ศึกษาเรื่อง แรงและได้อธิบายกฎสามข้อของแรงไว้ในหนังสือของท่าน คือ The Philosophiae Naturalis Principia Mathematica กฎทั้งสามข้อมีอยู่ดังนี้ 1. หากไม่มีแรงมากระท้าต่อวัตถุหนึ่ง วัตถุนั้นจะคงสภาพอยู่นิ่ง ส่วนวัตถุที่ก้าลังเคลื่อนที่ จะเคลื่อนที่ต่อไปด้วยความเร็วคงที่ในแนวตรง จนกว่าจะมีแรงอื่นมากระท้าต่อวัตถุนั้น สูตร ∑F=0 (กฎ ของความเฉื่อย) 2. เมื่อมีแรงมากระท้าต่อวัตถุหนึ่ง แรงนั้นจะเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของวัตถุและท้าให้วัตถุ เคลื่อนที่ไปตามแนวแรง โดยความเร็วของวัตถุจะแปรผันตามแรงนั้น สูตร ∑F=ma (กฎของแรง) 3. เมื่อวัตถุหนึ่งออกแรงกระท้าต่อวัตถุอีกชิ้นหนึ่ง วัตถุที่ถูกกระท้าจะออกแรงกระท้ากลับ ในขนาดที่เท่ากัน สูตร Action=Reaction (กฎของแรงปฏิกิริยา)

7 บทที่ 3 อุปกรณ์และวิธีการศึกษา 3.1 วัสดุอุปกรณ์ 1. จักรยานเก่า 1 คัน 2. เครื่องปั๊มน้้าเก่า 1 เครื่อง 3. สายพาน 1 เส้น 4. ลวดเชื่อม 1 กล่อง 5. เหล็กกล่อง 2 เส้น 6. สีสเปรย์ 4 กระป๋อง 7. ท่อพีวีซีขนาด 1 นิ้ว 1 เส้น 3.2 วิธีด าเนินการ 1. สร้างฐานจักรยานและปั้มน้้า ด้วยเหล็ก กล่อง 2. ตั้งโครงจักรยานโดยตั้งเสารับด้านตะเกียบ 3. ติดตั้งเพลา สเตอร์ฟรี คล้องโซ่จากจานโซ่กับสเตอร์ฟรี 4. ติดตั้งปั้มน้้าแบบปั๊มชักด้านหน้าซึ่งท้าแท่นวางที่สามารถปรับเลื่อนตัวเครื่องสูบน้้า ได้และใช้สายพานคล้องจานพูลเลย์กับเครื่องสูบน้้า ภาพที่ 3.1 สร้างฐานจักรยานและปั้มน้ า ด้วยเหล็ก กล่อง

8 ภาพที่ 3.2 การตั้งโครงจักรยานโดยตั้งเสารับด้านตะเกียบ ภาพที่ 3.3 การติดตั้งเพลา สเตอร์ฟรี คล้องโซ่จากจานโซ่กับสเตอร์ฟรี ภาพที่ 3.4 ผลงาน โครงงาน เสิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้ าพลังปั่นติดตั้งปั้มน้ าแบบปั๊มชักด้านหน้าซึ่ง ท าแท่นวางที่สามารถปรับเลื่อนตัวเครื่องสูบน้ าได้และใช้สายพานคล้องจานพูลเลย์กับเครื่องสูบน้ า

9 บทที่ 4 ผลการศึกษา จากการศึกษา โครงงาน เรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่นซึ่งได้ด้าเนินการโดย การปั่น เพื่อดูปริมาณแรงดันการสูบน้้า ได้ผลการศึกษาดังนี้ ตารางที่ 4.1 แบบบันทึกผล ปริมาณของน้้าไหลออกจากถังรดน้้าต้นไม้แบบสุญญากาศ ประเภทการสูบน้้า ระยะเวลา (นาที) /ปริมาณน้้า (ลิตร) ปั้มน้้า 10 20 30 รวม 5 10 15 30 จากตารางที่ 1 ผลการศึกษาพบว่า ปริมาณน้้าไหลใน 10 นาที่แรก ตวงได้ 5 ลิตร ปริมาณน้้าที่ไหล ใน 10 นาที ครั้งที่สอง ตวงได้ 10 ลิตร ปริมาณน้้าที่ไหลใน 10 นาที ครั้งที่สาม ตวงได้ 15 ลิตร รวมระยะเวลา 30 นาที ปริมาณน้้าที่ไหลได้ 30 ลิตร

10 บทที่ 5 สรุปผลการศึกษา อภิปรายผลและข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการศึกษา จากการศึกษา โครงงาน เรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่น สรุปว่า หลังจากการทดลอง ประสิทธิภาพของจักรยานสูบน้้าพลังงานสามารถดูดน้้าขึ้นมารดน้้าต้นไม้ได้และสามารถลดการใช้ พลังงานท้าให้ประหยัดค่าใช้จ่ายมากขึ้น 5.2 อภิปรายผล โครงงาน เรื่อง สิ่งประดิษฐ์เครื่องสูบน้้าพลังปั่นเป็นการลดใช้พลังงานไฟฟ้าได้ดีและดีต่อ สุขภาพ ประหยัดต้นทุนในการบริหารจัดการ กล่าวคือ ลงทุนครั้งเดียวแต่ให้ผลคุ้มค่าในระยะยาวติดตั้ง อุปกรณ์ครั้งเดียวและใช้งานได้ตลอดอายุ ไม่ต้องจ่ายค่าน้้ามัน ค่าไฟฟ้าในการสูบน้้า สามารถควบคุม ปริมาณน้้าได้ ประหยัดเวลาแถมสุขภาพดีด้วย 5.3 ข้อเสนอแนะ ควรมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวแปรควบคุมที่มีผลต่อการไหลและแรงดันของน้้าเพื่อให้น้้า ไหลได้เร็วขึ้น เช่น ท่อ PVC , ปั๊มน้้า , จะท้าให้สามารถน้าไปพัฒนาใช้ประโยชน์ในพื้นที่การเกษตร ได้มากขึ้น

11 บรรณาณุกรม http://www.kasetporpeang.com/forums/index.php?topic=29411.0 http://www.thaipipe.co.th/history-th.html http://pattanachai2008.blogspot.com/2010/02/welding-position-1.html

ศูนย์ส่งเสริมการเรียนรู้อ าเภอเรณูนคร สังกัด ส านักงานส่งเสริมการเรียนรู้จังหวัดนครพนม