วิธีทำรถกังหันที่สามารถวิ่งตามและทวนน้ำได้

โดยการใช้ระบบเฟืองทดจำนวนมาก ซึ่งได้คำนวนจำนวนซี่เอาไว้ โดยมีขนาดกังหันและขนาดล้อเป็นโจทย์



หลักการพื้นฐานคือ “ถ้ากังหันมีความเร็วมากกว่าความเร็วผิวล้อ รถจะทวนน้ำ ถ้ากังหันมีความเร็วต่ำกว่าความเร็วผิวล้อ รถจะตามน้ำ” โดยการคำนวนอยู่ภายใต้บรรทัดฐานว่า กังหันมีความเร็วเท่าความเร็วน้ำไหล


ซึ่งผมได้แบ่งออกเป็น 4 เกียร์ดังนี้
ทวนน้ำ เกียร์ 1 คือ ความเร็วกังหันต่อความเร็วผิวล้อเป็น 2 : 1 รถจะวิ่งทวนน้ำไปด้วยความเร็วเท่าความเร็วน้ำไหล
ทวนน้ำ เกียร์ 2 คือ ความเร็วกังหันต่อความเร็วผิวล้อเป็น 3 : 2 รถจะวิ่งทวนน้ำไปด้วยความเร็วที่สูงกว่าความเร็วน้ำไหลสองเท่า
ตามน้ำ เกียร์ 2 คือ ความเร็วกังหันต่อความเร็วผิวล้อเป็น 1 : 2 รถจะวิ่งตามน้ำไปด้วยความเร็วที่สูงกว่าความเร็วน้ำไหล 2 เท่า
ตามน้ำ เกียร์ 1 คือ ความเร็วกังหันต่อความเร็วผิวล้อเป็น 0 : 1 รถจะวิ่งตามน้ำไปด้วยความเร็วน้ำไหล(กังหันถูกล็อคให้ไม่หมุน แต่ล้อหมุน)



และโดยความเป็นเฟืองทดทุกขั้นตอน กังหันจึงสามารถออกแบบให้ขึ้นลงได้ตามระดับน้ำที่เปลี่ยนไป (หากใช้ระบบสายพานก็ได้เช่นกัน)




อนึ่ง จะขยายความเรื่องความเร็วกังหันต่อความเร็วผิวล้อ ว่าทำไมอัตราส่วนดังกล่าว จึงได้ความเร็วดังกล่าวออกมา ดังนี้

ทวนน้ำ เกียร์ 1 เปรียบได้กับระบบกังหันติดล้อ ที่รัศมีกังหันมากกว่ารัศมีล้อสองเท่า รถจึงทวนน้ำไปด้วยความเร็วเท่าความเร็วน้ำไหล



ทวนน้ำ เกียร์ 2 เปรียบได้กับระบบกังหันติดล้อ ที่รัศมีกังหันยาวกว่ารัศมีล้อ 1.5 เท่า รถจึงทวนน้ำไปด้วยความเร็วที่สูงกว่าความเร็วน้ำไหลสองเท่า
เรื่องเหล่านี้มีวิธีมองง่ายๆอีกอย่างคือ มองที่ผิวสัมผัสล้อกับพื้นเป็นจุดหมุน มองกังหันมีความเร็วเท่าความเร็วน้ำไหล ซึ่งกังหันห่างจากผิวล้อลงไป 1 หน่วย แต่จุดศูนย์กลางของล้อห่างจากพื้นขึ้นไป 2 หน่วย รถจึงเร็วกว่าน้ำไหลสองเท่านั่นเอง



ตามน้ำ เกียร์ 2 เปรียบได้กับระบบกังหันติดล้อ ที่มีรัศมีกังหันสั้นกว่ารัศมีล้อสองเท่า กังหันจึงสูงจากพื้นขึ้นมา 1 หน่วย ในขณะที่จุดศูนย์กลางล้ออยู่สูงขึ้นไปสองหน่วย รถจึงเร็วกว่าน้ำไหลสองเท่านั่นเอง



ตามน้ำ เกียร์ 1 ไม่มีอะไร เหมือนเอาอะไรลงไปราน้ำเท่านั้นเอง จึงได้ความเร็วเท่าความเร็วน้ำไหลเป็นอย่างน้อย



เรื่องเหล่านี้ในชีวิตประจำวัน อาจเทียบได้กับการปั่นจักรยาน บางท่านอาจสังเกตุเท้าตัวเองเวลาลงสุด เทียบกับพื้นถนนแล้ว มันไปหน้าหรือไปหลังกันแน่ ก็พบว่าไปหน้า นั่นเทียบได้กับการตามน้ำ แต่หากมีเกียร์ใดสามารถทำให้เท้าของท่านเมื่อลงสุดแล้ว ถอยหลังเมื่อเทียบกับพื้นถนน นั่นเทียบได้กับการทวนน้ำ

สิ่งประดิษฐ์นี้ก็เช่นจักรยาน เราจึงมีวิธีตรวจคำตอบดูว่า เจ้าระบบเฟืองอันซับซ้อนปวดหัวนั้น อันไหนทวนอันไหนตามกันแน่ โดยการเข็นรถคันนี้ไปหน้า ดูว่ากังหันส่วนที่ลงสุดแล้วนั้นไปทางไหน
แน่นอนว่าถ้าไปข้างหลังเมื่อเทียบกับพื้นจะทวนน้ำ ถ้าไปข้างหน้าเมื่อเทียบกับพื้นแล้ว จะตามน้ำ


ไปทดลองมาแล้ว


สามารถเข้าไปดาวน์โหลดดูภาพเคลื่อนไหวได้ครับ
//www.savefile.com/files3.php?fid=8481747&key=976936
เล่นด้วยโปรแกรม QuickTime Player น่ะครับ

ทำใจครับ หวังจะให้มันวิ่งทวนน้ำไปด้วยความเร็วน้ำไหล หรือสองเท่าของความเร็วน้ำไหล
แต่สุดท้ายเร็วเท่าเด็กคลาน - -

Create Date : 04 มิถุนายน 2549 Last Update : 3 มกราคม 2551 18:17:12 น. Counter : 6009 Pageviews.		18 comments
Share Tweet