การแกว่งของลูกตุ้มที่มีกระแสลมรบกวน
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
วิชยุตม์ นาคะศูนย์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ซัลวาณีย์ เจ๊ะมะหมัด, กฤษณะเดช เจริญสุธาสินี
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาการแกว่งของลูกตุ้มที่มีกระแสลมรบกวนอย่างต่อเนื่องและความเร็วคงที่ในระนาบ 2 มิติ ประกอบด้วยการหาสมการเชิงอนุพันธ์ของการเคลื่อนที่แล้ววิเคราะห์ความเสถียรภาพของระบบ ทำการทดลองเพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆของแรงเนื่องจากกระแสลม แล้วจึงสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยการหาผลเฉลยเชิงตัวเลขบน wolfram mathematica และทำ motion tracking การเคลื่อนที่ของการแกว่งของลูกตุ้มในชุดทดลองอุโมงค์ลมเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลอง
จากการศึกษาผู้จัดทำได้สมการเชิงอนุพันธ์ของการแกว่ง ผลการวิเคราะห์ความเสถียรภาพ ผลจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และผลการทดลองจริงให้ผลใกล้เคียงกันซึ่งการสั่นของลูกตุ้มที่มีกระแสลมรบกวนเป็นระบบที่มีเสถียรภาพ โดยความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วเชิงมุมและมุมเป็นแบบ spiral inward หรือ sink กระแสลมซึ่งคงที่จะต้านการเคลื่อนที่และขับเคลื่อนระบบให้เข้าใกล้จุดสมดุลที่อัตราเร็วเชิงมุมเป็น 0 rad/s และมุมคงที่ค่าหนึ่งที่ไม่เป็น 0 rad สรุปได้ว่าการแกว่งของลูกตุ้มที่มีกระแสลมรบกวนเป็นแบบ damped oscillation