ชุดทดลองการอนุรักษ์พลังงานโดยใช้วงล้อแมกเวลล์และเซ็นเซอร์จับเวลาแสดงผลในตัว

Mechanical conservation of energy/ Maxwell’s wheel

หลักการและการทดลองจานแมกซ์เวลล์

หลักการ (Principle) จานกลมที่สามารถคลายตัวลงมาโดยมีแกนหมุนอยู่บนเชือกสองเส้น เคลื่อนที่ภายใต้สนามโน้มถ่วง พลังงานศักย์ พลังงานจลน์จากการเลื่อนที่ และพลังงานจลน์จากการหมุน จะถูกเปลี่ยนรูปไปมาระหว่างกันและถูกกำหนดเป็นฟังก์ชันของเวลา

ประโยชน์ (Benefits)

• ชุดการทดลองมีความสูงและมั่นคง
• สาธิตการเปลี่ยนรูปพลังงานได้อย่างชัดเจน
• เปลี่ยนพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์จากการหมุนและพลังงานจลน์จากการเลื่อนที่ และในทางกลับกัน

ภารกิจ (Tasks)

• หาโมเมนต์ความเฉื่อยของจานแมกซ์เวลล์
• ใช้จานแมกซ์เวลล์เพื่อกำหนด:
  • พลังงานศักย์
  • พลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่
  • พลังงานจลน์จากการหมุน ในรูปของฟังก์ชันของเวลา

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ (Learning objectives)

• จานแมกซ์เวลล์ (Maxwell disc)
• พลังงานจลน์จากการเลื่อนที่ (Energy of translation)
• พลังงานจลน์จากการหมุน (Energy of rotation)
• พลังงานศักย์ (Potential energy)
• โมเมนต์ความเฉื่อย (Moment of inertia)
• อัตราเร็วเชิงมุม (Angular velocity)
• ความเร่งเชิงมุม (Angular acceleration)
• ความเร็ว ณ ขณะใดขณะหนึ่ง (Instantaneous velocity)
• ไจโรสโคป (Gyroscope)