Engineer in Build

พื้นที่จำลองนี้ออกแบบมาให้คุณทดลองต่อเฟืองได้อย่างอิสระ:

1. คลังอะไหล่ (Toolbox):

   • • ⚙️ 10T (เฟืองจิ๋ว): เฟืองขนาดเล็ก 10 ฟัน ใช้สำหรับทำความเร็ว (Speed) หรือเป็นตัวขับเพื่อทดแรง

     • ⚙️ 20T (เฟืองกลาง): เฟืองมาตรฐาน 20 ฟัน

     • ⚙️ 40T (เฟืองยักษ์): เฟืองขนาดใหญ่ 40 ฟัน ใช้สำหรับสร้างแรงบิดมหาศาล (Torque)

     • 🔒 LOCK (ตัวล็อคแกน): ฟีเจอร์สำคัญ! ใช้ล็อคเฟือง 2 ตัวที่อยู่บนแกนเดียวกันให้หมุนไปพร้อมกัน (สำหรับทำเฟืองทดซ้อน หรือ Compound Gears)

2. การกำหนดจุด (Settings):

   • • 🟩 MOTOR: กำหนดเฟืองที่เป็น "ต้นกำลัง" (Input)

     • 🟧 OUTPUT: กำหนดเฟืองที่เป็น "ปลายทาง" (Output) ที่ต้องการวัดผล

3. โหมดท้าทาย (Challenge Mode):

   • • กดปุ่ม [ CHALLENGE ] เพื่อรับโจทย์พิเศษ ระบบจะกำหนดตำแหน่ง Motor และ Output มาให้ หน้าที่ของคุณคือ "สร้างสะพานเฟือง" เชื่อมต่อทั้งสองจุดให้ได้ Gear Ratio (อัตราทด) ตามที่กำหนด!

เบื้องหลังการหมุนของเฟือง คือกฎฟิสิกส์ที่ตายตัว:

1. อัตราทดเกียร์ (Gear Ratio) คือค่าที่บอกว่าเราได้เปรียบเชิงกลเท่าไหร่ คำนวณได้จากสูตร:

 Ratio = จำนวนฟันเฟืองตาม (Driven) ÷ จำนวนฟันเฟืองขับ (Driver) 

1. 1. • ตัวอย่างการทดแรง (Reduction):

        1. • เฟืองขับ (เล็ก) 10 ฟัน ➡ หมุนเฟืองตาม (ใหญ่) 40 ฟัน

           • Ratio = 40 ÷ 10 = 4.0 : 1

           • ผลลัพธ์: ความเร็วลดลง 4 เท่า แต่ได้ แรงบิด (Torque) เพิ่มขึ้น 4 เท่า! (เหมือนเกียร์ 1 ของรถยนต์)

2. เฟืองทดซ้อน (Compound Gears) เมื่อคุณใช้คำสั่ง 🔒 LOCK เพื่อเชื่อมเฟือง 2 ชั้นเข้าด้วยกัน อัตราทดจะถูก "คูณ" เข้าไปเรื่อยๆ ทำให้สร้างแรงบิดมหาศาลได้ในพื้นที่จำกัด

 สูตร: Ratio รวม = Ratio ชุดที่ 1 × Ratio ชุดที่ 2 

• 🚗 ระบบเกียร์รถยนต์: เปลี่ยนจากรอบเครื่องยนต์ที่หมุนเร็ว (แต่แรงน้อย) ให้กลายเป็นแรงบิดมหาศาลเพื่อฉุดลากตัวรถที่มีน้ำหนักเป็นตันให้เคลื่อนที่ได้

• ⌚ นาฬิกาไขลาน: ใช้เฟืองทดซ้อนเพื่อเปลี่ยนการคลายตัวของลานสปริงเพียงนิดเดียว ให้กลายเป็นการหมุนของเข็มวินาทีที่รวดเร็ว

• 🦾 หุ่นยนต์: แขนกลโรงงานใช้ Gearbox เพื่อลดความเร็วมอเตอร์ลง เพื่อให้แขนเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำและยกของหนักได้

ในแอปเราใช้เฟืองขบกัน แต่ในชีวิตจริงเราสามารถใช้วิธี "สายพาน (Belt Drive)" ซึ่งใช้หลักการคำนวณเดียวกันเป๊ะ! มาสร้างชุดทดรอบง่ายๆ กันครับ

📦 อุปกรณ์ที่ต้องเตรียม:

1. ฝาขวดน้ำพลาสติก 2 ขนาด (เช่น ฝาขวดน้ำดื่มธรรมดา และ ฝาขวดน้ำมันพืช/ขวดนมที่ใหญ่กว่า)

2. หนังยางวงเล็ก (Rubber band)

3. หมุดปักบอร์ด หรือ ตะปูเข็ม (Push pin)

4. กระดาษลัง หรือ แผ่นฟิวเจอร์บอร์ด (สำหรับเป็นฐาน)

5. ปากกาเมจิก (Marker)

🧪 วิธีการทดลอง:

Step 1: สร้างฐาน (Assembly)

• นำฝาขวดทั้ง 2 ขนาด มาวางบนกระดาษลัง ห่างกันพอประมาณ (ให้หนังยางดึงตึงพอดีๆ ไม่หย่อนเกินไป)

• ใช้หมุดปักลงไปตรงกลางฝาขวด ให้ทะลุลงไปยึดกับกระดาษลัง (ระวังอย่ากดแน่นจนฝาหมุนไม่ได้ ต้องให้หมุนได้คล่องๆ)

• คล้องหนังยางเชื่อมระหว่าง 2 ฝา

Step 2: กำหนดจุดสังเกต (Marking)

• ใช้ปากกาเมจิก "แต้มจุดสี" ไว้ที่ขอบฝาทั้งสองอัน (เพื่อใช้นับรอบการหมุน)

Step 3: เริ่มทดสอบ! (Simulation)

• ภารกิจที่ 1: เพิ่มความเร็ว (Speed Mode)

  • • หมุน ฝาใหญ่ ช้าๆ ครบ 1 รอบ

    • สังเกต: ฝาเล็กหมุนไปกี่รอบ? (มันควรจะหมุนมากกว่า 1 รอบ = เร็วขึ้น!)

• ภารกิจที่ 2: เพิ่มแรงบิด (Torque Mode)

  • • ลองเอานิ้วแตะฝาใหญ่ไว้เบาๆ (สร้างแรงต้าน)

    • แล้วลองหมุน ฝาเล็ก

    • สังเกต: คุณต้องออกแรงหมุนฝาเล็กเยอะมาก เพื่อจะเอาชนะแรงต้านที่ฝาใหญ่ (นี่คือเหตุผลว่าทำไมเกียร์ต่ำถึงมีแรงเยอะ!)

💡 The Science Behind It (วิทยาศาสตร์เบื้องหลัง): ถึงแม้จะไม่มี "ฟันเฟือง" แต่ระบบนี้ใช้อัตราส่วนของ "เส้นรอบวง (Circumference)" แทน

• ถ้าฝาใหญ่มีเส้นรอบวงยาวกว่าฝาเล็ก 2 เท่า...

• เมื่อฝาใหญ่หมุน 1 รอบ มันจะดึงหนังยางไปยาวเท่าตัวมันเอง ทำให้ฝาเล็กต้องหมุนถึง 2 รอบเพื่อรับความยาวนั้น!

• นี่คือหลักการเดียวกับ Ratio 2:1 ในแอปนั่นเองครับ!