TPAT3 ความถนัดด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และวิศวกรรมศาสตร์ · ด้านเชิงกล (mechanical reasoning) และด้านฟิสิกส์ (physics aptitude test)

กลไกเครื่องกล TPAT3 ฝึกรอก คาน เฟือง สายพาน พร้อมเฉลยทีละขั้น

ข้อสอบให้ภาพเครื่องกลอย่างง่าย เช่น รอก คาน เฟือง หรือสายพาน แล้วถามทิศการหมุน แรงที่ต้องใช้ หรือจำนวนรอบ วัดว่าคุณมองออกไหมว่าแรงและการเคลื่อนที่ส่งต่อกันอย่างไร

กลไกเครื่องกลคือข้อสอบแบบไหน

กลไกเครื่องกลเป็นโจทย์ในส่วนด้านเชิงกลของ TPAT3 โจทย์ให้ภาพเครื่องกลอย่างง่ายที่ต่อกันเป็นระบบ ได้แก่ รอก คาน เฟือง สายพาน ล้อและเพลา และข้อเหวี่ยง แล้วถามผลที่เกิดขึ้นเมื่อชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่หรือมีแรงมากระทำ

คำถามมีสามแนวหลัก แนวแรกถามทิศทาง เช่น เฟืองตัวสุดท้ายหมุนตามเข็มหรือทวนเข็ม แนวที่สองถามขนาดของแรง เช่น ต้องออกแรงดึงเชือกเท่าไรจึงยกของได้ หรือต้องแขวนน้ำหนักตรงไหนคานจึงสมดุล แนวที่สามถามอัตราทดและจำนวนรอบ เช่น เฟืองตัวเล็กหมุนกี่รอบเมื่อเฟืองตัวใหญ่หมุนครบหนึ่งรอบ

ข้อสอบไม่ได้วัดการท่องสูตรยาว ๆ แต่วัดหลักการไม่กี่ข้อ คือ เฟืองที่ขบกันหมุนสวนทางกัน จำนวนฟันคูณจำนวนรอบของเฟืองที่ขบกันมีค่าเท่ากัน เชือกเส้นเดียวกันมีแรงดึงเท่ากันตลอดเส้น และคานสมดุลเมื่อโมเมนต์ตามเข็มเท่ากับโมเมนต์ทวนเข็ม กับดักส่วนใหญ่อยู่ที่การนับผิด เช่น นับจำนวนเฟืองคั่นกลางพลาด นับเส้นเชือกที่ช่วยรับน้ำหนักเกิน หรือลืมน้ำหนักของตัวรอกเอง

ในแอป AllTCAS โจทย์แต่ละข้อสร้างจากกลไกที่คำนวณแล้วว่ามีคำตอบเดียวจาก 5 ตัวเลือก และเฉลยตั้งสมการจากตัวแปรในภาพให้ดูทีละขั้น พร้อมบอกว่าตัวเลือกลวงแต่ละข้อมาจากการคิดพลาดแบบไหน

วิธีคิดทีละขั้น

  1. ดูก่อนว่าโจทย์ถามอะไร ทิศทาง แรง หรือจำนวนรอบ เพราะแต่ละแบบใช้หลักคนละข้อ อย่าเริ่มคำนวณก่อนรู้ว่าต้องการคำตอบแบบไหน
  2. ข้อที่ถามทิศทาง ให้ไล่จากชิ้นที่โจทย์บอกทิศไปทีละคู่ เฟืองที่ขบกันโดยตรงหมุนสวนทางกัน สายพานตรงทำให้ล้อสองข้างหมุนทางเดียวกัน สายพานไขว้ทำให้หมุนสวนทางกัน
  3. ข้อที่ถามจำนวนรอบหรือความเร็ว ให้ใช้ความสัมพันธ์จำนวนฟันคูณจำนวนรอบเท่ากันสำหรับเฟืองที่ขบกัน หรือเส้นผ่านศูนย์กลางคูณจำนวนรอบเท่ากันสำหรับล้อที่คล้องสายพาน เฟืองหรือล้อที่ใหญ่กว่าหมุนช้ากว่าเสมอ
  4. ข้อที่เป็นระบบรอก ให้นับจำนวนเส้นเชือกที่ช่วยกันพยุงรอกตัวที่เคลื่อนที่ แรงดึงที่ต้องใช้เท่ากับน้ำหนักทั้งหมดที่ถูกยก (รวมน้ำหนักรอกถ้าโจทย์ให้มา) หารด้วยจำนวนเส้นนั้น
  5. ข้อที่เป็นคาน ให้ตั้งสมการโมเมนต์รอบจุดหมุน แรงคูณระยะจากจุดหมุนของฝั่งหนึ่งต้องเท่ากับของอีกฝั่ง ระวังวัดระยะจากจุดหมุนเสมอ ไม่ใช่จากปลายคาน
  6. ตรวจคำตอบด้วยสามัญสำนึกทางกล ได้เปรียบเชิงกลด้านแรงต้องแลกด้วยระยะทางหรือจำนวนรอบที่มากขึ้นเสมอ ถ้าคำตอบบอกว่าได้ทั้งแรงและระยะ แสดงว่าคิดผิดที่ใดที่หนึ่ง

โจทย์ตัวอย่างกลไกเครื่องกลพร้อมเฉลย

โจทย์นี้แต่งขึ้นเพื่ออธิบายรูปแบบ ในแอปมีโจทย์ให้ฝึกไม่ซ้ำและเฉลยแสดงทีละขั้นบนหน้าจอ

เฟือง A มี 20 ฟัน ขบกับเฟือง B ซึ่งมี 40 ฟัน

เฟือง B ขบต่อกับเฟือง C ซึ่งมี 10 ฟัน

เฟือง A หมุนตามเข็มนาฬิกาด้วยอัตรา 60 รอบต่อนาที

เฟือง C หมุนทิศใด ด้วยอัตรากี่รอบต่อนาที

  1. .ตามเข็มนาฬิกา 30 รอบต่อนาที
  2. .ทวนเข็มนาฬิกา 30 รอบต่อนาที
  3. .ตามเข็มนาฬิกา 120 รอบต่อนาที
  4. .ทวนเข็มนาฬิกา 120 รอบต่อนาที
  5. .ตามเข็มนาฬิกา 240 รอบต่อนาที
ดูเฉลยและวิธีคิด

คำตอบ: ข้อ ตามเข็มนาฬิกา 120 รอบต่อนาที

ไล่ทิศก่อน เฟืองที่ขบกันหมุนสวนทางกัน A หมุนตามเข็ม B จึงหมุนทวนเข็ม และ C ซึ่งขบกับ B จึงกลับมาหมุนตามเข็ม

หาจำนวนรอบ เฟืองที่ขบกันมีจำนวนฟันคูณจำนวนรอบเท่ากัน คู่ A กับ B ได้ 20 × 60 = 40 × รอบของ B ดังนั้น B หมุน 30 รอบต่อนาที

คู่ B กับ C ได้ 40 × 30 = 10 × รอบของ C ดังนั้น C หมุน 120 รอบต่อนาที

ทางลัด เฟืองคั่นกลางอย่าง B เปลี่ยนแค่ทิศ ไม่เปลี่ยนอัตราทดรวม จึงคิดจาก A ถึง C ตรง ๆ ได้ 20 × 60 ÷ 10 = 120 รอบต่อนาที ตอบ ตามเข็มนาฬิกา 120 รอบต่อนาที

เคล็ดลับทำข้อสอบกลไกเครื่องกล

  • เฟืองที่ขบต่อกันเป็นแถว ตัวที่อยู่ลำดับคี่หมุนทางเดียวกับตัวแรก ตัวที่อยู่ลำดับคู่หมุนสวนทาง นับลำดับแทนการไล่ทีละคู่ได้
  • เฟืองคั่นกลางเปลี่ยนแค่ทิศการหมุน ไม่เปลี่ยนอัตราทดระหว่างเฟืองตัวแรกกับตัวสุดท้าย
  • ระบบรอก ให้นับเฉพาะเส้นเชือกที่พยุงรอกตัวที่เคลื่อนที่ เส้นที่มือดึงลงจากรอกตายตัวไม่นับ
  • ได้เปรียบด้านแรงกี่เท่า ต้องดึงเชือกยาวขึ้นเท่านั้นเท่า ใช้ตรวจคำตอบข้อที่ถามระยะทางได้
  • คานสมดุล ให้เขียนแรงคูณระยะของทุกแรงแยกฝั่งตามเข็มกับทวนเข็มก่อน แล้วค่อยแทนตัวเลข

คำถามที่พบบ่อย

กลไกเครื่องกลใน TPAT3 ต้องใช้ฟิสิกส์ระดับไหน

ใช้หลักพื้นฐานเรื่องเครื่องกลอย่างง่าย โมเมนต์ของแรง และอัตราทด ไม่ต้องใช้แคลคูลัสหรือสูตรซับซ้อน จุดที่วัดคือการมองภาพแล้วรู้ว่าแรงและการเคลื่อนที่ส่งต่อกันอย่างไร

โจทย์กลไกเครื่องกลมีเครื่องกลแบบไหนบ้าง

มีรอกและระบบรอก คาน เฟืองและชุดเฟืองทด เฟืองสะพาน สายพานตรงและสายพานไขว้ ล้อและเพลา และกลไกข้อเหวี่ยง บางข้อผสมเครื่องกลมากกว่าหนึ่งชนิดในระบบเดียว

เฉลยกลไกเครื่องกลในแอป AllTCAS เป็นแบบไหน

เฉลยตั้งสมการจากตัวแปรในภาพของข้อนั้นแล้วแก้ให้ดูทีละขั้น และอธิบายว่าตัวเลือกลวงแต่ละข้อเกิดจากการคิดพลาดแบบใด เพื่อให้รู้ว่าตัวเองพลาดตรงไหน

เริ่มฝึกกับ AllTCAS ฟรี

ครบทุกฟีเจอร์ ไม่มีค่าใช้จ่าย