4.2.3 ตัวอย่างการเลือกวัสดุสำหรับโซลูชันต่าง ๆ

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับโครงการต้นแบบมีความสำคัญต่อความสำเร็จของโซลูชันที่กำลังพัฒนา ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงถึงการเลือกใช้วัสดุอย่างเหมาะสมในโครงการต่าง ๆ เพื่อให้ได้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพและตอบโจทย์การออกแบบ

ตัวอย่าง: การเลือกไม้ไอศกรีมเพื่อสร้างสะพานจำลอง

วัตถุประสงค์:
สร้างสะพานจำลองที่สามารถรับน้ำหนักได้และสามารถทดสอบความแข็งแรงของโครงสร้างโดยใช้วัสดุที่หาได้ง่ายและราคาประหยัด

เหตุผลที่เลือกไม้ไอศกรีม

1. ความแข็งแรงที่เพียงพอ
   ไม้ไอศกรีมทำจากไม้ที่มีความแข็งแรงระดับปานกลาง มีความสามารถในการรับน้ำหนักได้พอสมควรเมื่อใช้อย่างถูกวิธี เช่น การเชื่อมต่อหลายอันเข้าด้วยกันทำให้เกิดโครงสร้างที่สามารถกระจายน้ำหนักได้ดี

2. น้ำหนักเบา
   ไม้ไอศกรีมมีน้ำหนักเบา ทำให้การประกอบและสร้างโครงสร้างขนาดเล็กสะดวก และง่ายต่อการเคลื่อนย้ายหรือจัดการในกระบวนการทดลอง

3. ความยืดหยุ่นในการออกแบบ
   ไม้ไอศกรีมมีขนาดและรูปร่างมาตรฐานที่ช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยใช้เทคนิคการต่อไม้หลายรูปแบบ เช่น การเชื่อมต่อแบบสามเหลี่ยมเพื่อเพิ่มความมั่นคงของสะพาน

4. ราคาเข้าถึงได้ง่าย
   ไม้ไอศกรีมเป็นวัสดุราคาประหยัดและหาได้ง่ายในท้องตลาด ทำให้เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบที่ต้องการการทดลองซ้ำหลายครั้ง

5. ใช้งานง่าย
   ไม้ไอศกรีมสามารถตัด ต่อ และยึดติดได้ง่ายโดยใช้อุปกรณ์พื้นฐาน เช่น กาวร้อนหรือปืนกาว ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสร้างต้นแบบโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือหนักหรือซับซ้อน

การสร้างสะพานจำลองด้วยไม้ไอศกรีม

1. การออกแบบโครงสร้าง
   นักเรียนออกแบบสะพานโดยใช้หลักการทางเรขาคณิต เช่น การใช้รูปทรงสามเหลี่ยมเพื่อกระจายน้ำหนัก และการจัดวางไม้ไอศกรีมในรูปแบบที่ช่วยเพิ่มความแข็งแรง เช่น การเชื่อมต่อไม้หลายชั้นในแนวตั้งและแนวนอน

2. การประกอบสะพาน
   ใช้กาวร้อนหรือกาวเอนกประสงค์ในการยึดไม้ไอศกรีมเข้าด้วยกันเป็นชิ้นส่วนต่าง ๆ ของสะพาน เช่น เสา ราวสะพาน และพื้นสะพาน เมื่อต่อชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน สะพานจะเริ่มมีความมั่นคงและสามารถทดสอบการรับน้ำหนักได้

3. การทดสอบการรับน้ำหนัก
   หลังจากสร้างสะพานเสร็จแล้ว นักเรียนสามารถทดสอบการรับน้ำหนักโดยค่อย ๆ เพิ่มน้ำหนักลงบนสะพานจำลองเพื่อตรวจสอบว่าสามารถรองรับได้เท่าไร และตำแหน่งที่สะพานเริ่มมีการเสียหาย

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

• สะพานจำลองที่สร้างจากไม้ไอศกรีมจะสามารถรับน้ำหนักได้ในระดับหนึ่ง ขึ้นอยู่กับการออกแบบและการเชื่อมต่อของโครงสร้าง
• นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการกระจายน้ำหนักและความแข็งแรงของวัสดุ รวมถึงวิธีการปรับปรุงการออกแบบโครงสร้างให้มีความแข็งแรงมากขึ้น เช่น การเพิ่มจำนวนเสา หรือการใช้ไม้ไอศกรีมในลักษณะที่เพิ่มความเสถียรของสะพาน

ประเด็นสำคัญ:

1. ไม้ไอศกรีม: เป็นวัสดุที่แข็งแรงพอสมควร น้ำหนักเบา ราคาประหยัด และง่ายต่อการใช้งาน เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบสะพานจำลอง
2. การประกอบโครงสร้าง: การออกแบบและการเชื่อมต่อไม้ไอศกรีมในรูปแบบที่เหมาะสมสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความมั่นคงให้กับสะพานได้