การสร้าง: กังหันลมเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า

สถานการณ์:
นักเรียนได้รับมอบหมายให้สร้างกังหันลมขนาดเล็กเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยใช้วัสดุที่หาได้ง่ายในบ้าน นักเรียนจะต้องวางแผน ออกแบบ และสร้างกังหันลม รวมถึงทดสอบและสรุปผลการผลิตพลังงานไฟฟ้า

แนวทางการบรูณาการความรู้และทักษะ:

1. วิศวกรรมศาสตร์

   • การออกแบบกังหันลม: ออกแบบกังหันลมที่มีใบพัดที่สามารถหมุนได้เมื่อได้รับแรงลม เช่น การใช้กระดาษแข็ง พลาสติก หรือวัสดุอื่นๆ ในการทำใบพัด
   • การสร้างกังหันลม: วางแผนและสร้างกังหันลมโดยใช้วัสดุที่หาได้ง่าย เช่น การใช้แกนหมุนจากดินสอและการติดตั้งใบพัด

2. คณิตศาสตร์

   • การคำนวณพลังงานไฟฟ้า: คำนวณปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากการหมุนของกังหันลม เช่น การใช้สูตร \( P = \frac{1}{2} \rho A v^3 \) โดยที่ \( P \) คือ กำลังไฟฟ้า, \( \rho \) คือ ความหนาแน่นของอากาศ, \( A \) คือ พื้นที่ของใบพัด, และ \( v \) คือ ความเร็วของลม
   • การวัดและบันทึกผลลัพธ์: วัดและบันทึกปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากกังหันลมในสภาพลมต่างๆ

3. วิทยาศาสตร์

   • การศึกษาหลักการทำงานของกังหันลม: ศึกษาหลักการทำงานของกังหันลมและกระบวนการเปลี่ยนพลังงานลมเป็นพลังงานไฟฟ้า เช่น การใช้พลังงานกลในการหมุนของใบพัดเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
   • การทดลองและสรุปผล: ทดลองการทำงานของกังหันลมในสภาพลมต่างๆ และสรุปผลการทดลอง

4. เทคโนโลยี

   • การใช้เทคโนโลยีวัดผล: ใช้เทคโนโลยีและเครื่องมือในการวัดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ เช่น การใช้โวลต์มิเตอร์และแอมป์มิเตอร์
   • การบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูล: ใช้แอปพลิเคชันและซอฟต์แวร์ในการบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากการทดลอง