การทดลอง: การเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุต่าง ๆ เมื่อได้รับความร้อน

สถานการณ์:
นักเรียนได้รับมอบหมายให้ทดลองศึกษาการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุต่าง ๆ เช่น โลหะ แก้ว และพลาสติก เมื่อได้รับความร้อน นักเรียนจะต้องทำการวิจัย ออกแบบการทดลอง สร้างการทดลอง และทดสอบการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุเมื่อได้รับความร้อน

แนวทางการบรูณาการความรู้และทักษะ:

1. วิศวกรรมศาสตร์

   • การออกแบบการทดลอง: ออกแบบการทดลองเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุเมื่อได้รับความร้อน เช่น การใช้ไมโครมิเตอร์และเครื่องวัดอุณหภูมิ
   • การสร้างการทดลอง: วางแผนและสร้างการทดลอง โดยเตรียมวัสดุที่ต้องการทดสอบ เช่น แท่งโลหะ แก้ว และพลาสติก และเตรียมอุปกรณ์วัดความยาวและอุณหภูมิ

2. คณิตศาสตร์

   • การคำนวณการเปลี่ยนแปลงความยาว: คำนวณการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุเมื่อได้รับความร้อน เช่น การใช้สูตร \( \Delta L = \alpha L \Delta T \) โดยที่ \( \Delta L \) คือ การเปลี่ยนแปลงความยาว, \( \alpha \) คือ สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น, \( L \) คือ ความยาวเริ่มต้น, และ \( \Delta T \) คือ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
   • การคำนวณอัตราการขยายตัว: คำนวณอัตราการขยายตัวของวัสดุ เช่น การหาค่าเฉลี่ยและการเปรียบเทียบกับวัสดุอื่น ๆ

3. วิทยาศาสตร์

   • การศึกษาคุณสมบัติของวัสดุ: ศึกษาคุณสมบัติของวัสดุและปฏิกิริยาทางเคมีเมื่อวัสดุได้รับความร้อน เช่น การศึกษาสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุ
   • การทดลองและสรุปผล: ทดลองการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุเมื่อได้รับความร้อนและสรุปผลการทดลอง เช่น การวัดการเปลี่ยนแปลงความยาวและการเปรียบเทียบผลลัพธ์

4. เทคโนโลยี

   • การใช้เทคโนโลยีวัดผล: ใช้เทคโนโลยีและเครื่องมือในการวัดการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุ เช่น การใช้ไมโครมิเตอร์และเครื่องวัดอุณหภูมิแบบดิจิตอล
   • การบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูล: ใช้แอปพลิเคชันและซอฟต์แวร์ในการบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุที่ได้จากการทดลอง