คุยกันเรื่องพายุ ของเล่นทอร์นาโดน้ำ พายุไฟ ปี่หลอดพลาสติก

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ ได้คุยกับเด็กประถมเรื่องพายุหมุนเฮอริเคน/ไต้ฝุ่น ไซโคลน ทอร์นาโด เกิดอย่างไรทำไมถึงหมุน ได้ให้เด็กดูคลิปพายุหมุนแบบไฟ ประถมต้นได้เล่นของเล่นทอร์นาโดน้ำที่เอาขวดพลาสติกสองขวดมาต่อกัน สำหรับประถมปลายได้ดูการทำพายุไฟด้วยแผ่นอลูมิเนียมบังคับทิศทางลม และได้ดูการจุดไฟด้วยด่างทับทิมและกลีเซอรินครับ เด็กอนุบาลสามได้หัดทำของเล่นปี่หลอดพลาสติกและได้สังเกตว่าเสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ดูเว็บกายวิภาค สร้างก๊าซ CO2, O2 กลเรียกผี คอปเตอร์กระดาษ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้นผมให้ดูรูปพายุเฮอริเคนเออร์ม่าที่พัดเข้าฝั่งรัฐฟลอริดาในสหรัฐอเมริกา ให้เด็กๆคิดว่ามันมีขนาดสักเท่าไร แล้วมันมาได้อย่างไร

ภาพถ่ายเฮอริเคนเออร์ม่าจากดาวเทียม (ภาพจาก http://abcnews.go.com/International/hurricane-irma-strengthens-closes-caribbean/story?id=49608171)
ภาพถ่ายเฮอริเคนเออร์ม่าจากดาวเทียม (ภาพจาก http://abcnews.go.com/International/hurricane-irma-strengthens-closes-caribbean/story?id=49608171)

พบว่าขนาดของมันมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 700 กิโลเมตร หรือประมาณระยะทางกรุงเทพ-เชียงใหม่ครับ ที่ขาวๆนั่นคือเมฆ ผมถามเด็กๆว่าแล้วเมฆมาจากไหน เด็กบอกว่าน้ำระเหยหรือเปล่า ผมถามว่าน้ำเยอะๆอย่างนั้นจะมาจากไหนเอ่ย เด็กๆเดาได้ว่ามาจากทะเล ผมบอกว่าใช่แล้ว เฮอริเคนเออร์ม่าเป็นพายุที่เราเรียกว่าพายุหมุนเขตร้อน (Tropical Cyclone) เกิดจากไอน้ำจากน้ำอุ่นๆในเขตที่ไม่ไกลจากเส้นศูนย์สูตรนัก ลอยขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศสูงๆ (10-20 กิโลเมตร) เมื่อไปที่สูงๆไอน้ำก็เย็นลงกลายเป็นเมฆขาวๆที่เราเห็น อากาศจากที่อื่นไหลเข้ามาแทนที่ไอน้ำที่ลอยขึ้นไปเป็นสายลมจากทิศต่างๆ สายลมนี้จะวิ่งโค้งๆเมื่อเทียบกับผิวโลกเพราะโลกมีการหมุนรอบตัวเอง สายลมมาหมุนวนกันรอบๆตรงกลางของพายุที่ความดันอากาศต่ำสุด (จากไอน้ำที่ระเหยขึ้นไป) สายลมวิ่งวนด้วยความเร็วสูงเป็นร้อยกิโลเมตรต่อชั่วโมง (มากสุดได้ถึงประมาณ 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)

พายุหมุนเขตร้อนเหล่านี้มีชื่อเรียกต่างๆกันไปขึ้นกับว่าเกิดแถวไหน ถ้าเกิดแถวๆแถบตะวันตกเฉียงเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิกก็เรียกว่าไต้ฝุ่น ถ้าเกิดแถว มหาสมุทรแอตแลนติกหรือตะวันออกเฉียงเหนือของแปซิฟิกก็เรียกว่าเฮอริเคน ถ้าเกิดในมหาสมุทรอินเดียหรือแปซิฟิกใต้ก็เรียกว่าไซโคลน

พายุพวกนี้ได้พลังงานมาจากความร้อนในน้ำอุ่นที่ทำให้เกิดการระเหยของไอน้ำ ดังนั้นถ้าทะเลเย็นเกินไป หรือมีขนาดเล็กหรือตื้นเกินไป (เช่นอ่าวไทย) ก็จะไม่เกิดพายุแบบนี้ พายุพวกนี้จะพาฝนมาเยอะมาก และจะอ่อนกำลังลงเมื่อขึ้นบกเพราะไม่ได้พลังจากน้ำอุ่นอีกแล้ว

จากนั้นผมก็ให้เด็กดูแบบจำลองการเกิดพายุหมุนโดยใช้ไฟจุดให้อากาศร้อนลอยขึ้นแล้วบังคับให้อากาศเย็นกว่าวิ่งเข้ามาแทนที่แบบวนๆ โดยใช้แผงอลูมิเนียมจำกัดทิศทางลมที่วิ่งเข้ามาครับ:

อีกวิธีคือใช้มุ้งลวดล้อมกองไฟแล้วหมุนไปด้วยกัน มุ้งลวดมีรูให้อากาศที่เย็นกว่าวิ่งเข้ามาแทนที่อากาศร้อนที่ลอยขึ้นได้ ขณะเดียวกันก็ลากอากาศให้วนๆไปด้วยกันเลยเป็นพายุหมุนได้ด้วย (การทดลองอย่างที่ผมทำนี่อันตรายนะครับ อาจโดนไฟลวกหรือไฟไหม้บ้านได้ เด็กๆอย่าทำตามที่บ้านนะครับ):

เด็กประถมต้นได้เล่นทอร์นาโดน้ำในขวดกันด้วยครับ มันดูคล้ายๆพายุหมุน แต่หลักการมันเหมือนน้ำหมุนวนในอ่างน้ำมากกว่า วิธีทำเป็นแบบนี้ครับ:

เด็กๆชอบดูเวลามีสองขวดมาแข่งกันว่าอันไหนจะหมดก่อนกันครับ

สำหรับเด็กประถมปลายมีเวลาเหลือนิดหน่อยเราเลยไปดูการผสมกันของด่างทับทิมและกลีเซอรอล (กลีเซอริน) แล้วร้อนมากจนติดไฟครับ ดูคลิปที่ผมบันทึกในอดีตนะครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับหนึ่ง ผมไปทำกิจกรรมเกี่ยวกับเสียงครับ ให้เด็กๆจับคอตัวเองไว้ขณะที่พูด เด็กๆจะรู้สึกว่าคอสั่นๆซึ่งก็คือการสั่นของอวัยวะที่เรียกว่ากล่องเสียงที่ทำให้เราสามารถพูดได้นั่นเอง ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าเวลามีอะไรสั่นๆในคอเราเนี่ย อากาศในปากก็จะสั่นตาม แล้วอากาศก็สั่นตามกันมาเรื่อยๆ ในที่สุดก็จะเข้าหูเรา แล้วเราก็จะได้ยินเป็นเสียง

แล้วก็ถึงช่วงเวลาสำคัญคือของเล่น ผมทำปี่จากหลอดกาแฟดังในคลิปให้เด็กๆเล่นครับ:

เวลาเราตัดปลายหลอดให้เป็นสามเหลี่ยม ปลายหลอดจะสั่นเมื่อเราเป่าอากาศผ่าน ทำให้เกิดเสียงดังครับ

เด็กๆเป่ากันเสียงดังสนุกสนานครับ:

ดูเว็บกายวิภาค สร้างก๊าซ CO2, O2 กลเรียกผี คอปเตอร์กระดาษ

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมต้นได้ดูเว็บร่างกายที่ https://human.biodigital.com/ ได้ดูการสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากน้ำส้มสายชูและเบคกิ้งโซดาและใช้มันดับไฟที่ติดอยู่บนไม้ด้วยครับ ได้ดูการสร้างก๊าซออกซิเจนจากการผสมด่างทับทิมและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และใช้มันทำให้ไฟเล็กๆที่ไม้ติดลุกโพลงขึ้นมาด้วยครับ เด็กประถมปลายได้ดูกลเรียกผีชาลีชาลีมาตอบคำถาม YES/NO ด้วยการขยับดินสอ และได้ดูการสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนเหมือนประถมต้นครับ เด็กอนุบาลสามได้หัดทำของเล่นคอปเตอร์กระดาษกันครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ขวดปริศนา ถ้วยกระโดด พันมอเตอร์ คอปเตอร์กระดาษ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น เนื่องจากเทอมหน้าจะเรียนเรื่องร่างกาย ผมจึงแนะนำเว็บไซต์ให้เข้าไปดูภาพอวัยวะต่างๆที่เว็บกายวิภาค https://human.biodigital.com/ ครับ สามารถหมุนดูและซูมเข้าซูมออกได้ ภาพตัวอย่างครับ:

เด็กประถมปลายได้ดูการเรียกผีชาลีชาลีมาตอบคำถาม YES/NO ครับ การเล่นผีชาลีชาลีนี่เป็นที่โด่งดังในอินเทอร์เน็ตของเด็กฝรั่ง ผมเล่นให้เด็กๆดูก็ตื่นเต้นดีครับ ดูวิธีเล่นและเฉลยในคลิปนี้นะครับ:

เด็กๆทั้งประถมต้นและประถมปลายได้ดูการทดลองสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และออกซิเจน (O2) ด้วยปฏิกิริยาเคมีครับ เราใช้คาร์บอนไดออกไซด์ดับไฟและใช้ออกซิเจนทำให้ไฟลุกมากๆด้วยครับ ดูวิธีทำในคลิปต่างๆเหล่านี้นะครับ:

สำหรับเด็กๆอนุบาลสามทับสอง ผมสอนวิธีทำคอปเตอร์กระดาษ แล้วให้เด็กๆหัดทำกันเองครับ เราเริ่มด้วยกระดาษสี่เหลี่ยมผืนผ้าครับ ตัวอย่างขนาดแบบหมุนช้าๆก็เช่นเอากระดาษ A4 มาตัดตามขวาง 8 ชิ้นเท่าๆกันแล้วเอามาใช้ชิ้นหนึ่ง (ขนาดประมาณ 21 ซ.ม. x 3.7 ซ.ม.) ถ้าจะให้หมุนเร็วๆก็ขนาดเล็กลง เช่น 2 ซ.ม. x 5 ซ.ม. แล้วตัดดังในรูปต่อไปนี้ครับ:

ถ้าทำอันใหญ่ๆหรือตัดจากกระดาษแข็ง อาจต้องถ่วงน้ำหนักด้วยคลิปหนีบกระดาษให้มันตกลงตรงๆด้วยครับ

เด็กๆเห็นแล้วบอกว่าเหมือนลูกยางซึ่งเป็นผลของไม้ยางครับ มีปีกสองอันทำให้ลูกยางหมุนๆเวลาตกลงมาจะได้ลอยออกจากต้นไปได้ไกลขึ้นครับ

เปรียบเทียบคอปเตอร์กระดาษกับลูกยางครับ
เปรียบเทียบคอปเตอร์กระดาษกับลูกยางครับ

ผมเคยอัดคลิปวิธีทำไว้ในช่องเด็กจิ๋ว & ดร.โก้ด้วยครับ:

จากนั้นเด็กๆก็แยกย้ายกันประดิษฐ์และเล่นครับ:

ขวดปริศนา ถ้วยกระโดด พันมอเตอร์ คอปเตอร์กระดาษ

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กมาครับ เด็กประถมต้นได้สังเกตและพยายามอธีบายว่าทำไมเวลาเราเอาก้อนกระดาษทิชชูเล็กๆวางไว้ปากขวดแล้วเป่า กระดาษถึงไม่เข้าไปในขวด หลังจากเด็กอธิบายได้แล้ว ก็ได้สังเกตถ้วยซ้อนกันที่กระเด้งออกมาเมื่อเราเป่าด้านข้างและพยายามอธิบายอีก นอกจากนี้ก็ได้ดูคลิปสถานีอวกาศวิ่งผ่านหน้าสุริยุปราคาด้วยครับ เด็กประถมปลายหัดพันมอเตอร์ด้วยลวดอลูมิเนียมใหญ่ขึ้นมากกว่าสัปดาห์ที่แล้ว คราวนี้ทุกคนทำสำเร็จครับ เด็กๆอนุบาลสามได้หัดทำและเล่นของเล่นคอปเตอร์กระดาษครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คุยกันเรื่องปลาติดกำแพง ลวดตัดโฟม หัดพันมอเตอร์ เล่นไจโร” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้นผมเอาขวดมาหนึ่งขวด เอากระดาษทิชชู่มาปั้นเป็นก้อนกลมๆเล็กกว่าปากขวด ถือขวดในแนวนอนแล้วเอาก้อนกระดาษไปวางที่ปากขวด ผมให้เด็กๆเดาว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าผมเป่าลมเข้าไปในปากขวด 

เด็กๆเดากันใหญ่ครับ ส่วนใหญ่จะบอกว่ากระดาษต้องหลุดเข้าไปในขวดแน่เลย ผมเลยเป่าแล้วเราก็เห็นว่ากระดาษกระเด็นออกมาจากปากขวดแทนที่จะหลุดเข้าไปในขวด

เป่าขวดหน้าตาอย่างนี้ครับ
เป่าขวดหน้าตาอย่างนี้ครับ

ผมถามเด็กๆว่ามันเป็นอย่างนี้ได้อย่างไร เด็กๆเสนอไอเดียกันหลายอย่าง มีการเสนอว่าเพราะขวดมามีคอยาวๆ เพราะก้นขวดมีรอยบุ๋มเลยดันอากาศออกมา ข้างในขวดมืดๆมีกลอะไรบางอย่างอยู่  ลมเข้าไปในขวดแล้วหนีไปไหนไม่ได้เลยวิ่งกลับออกมา 

เด็กๆเข้ามาตรวจสภาพขวดดูว่ามีอะไรแปลกหรือไม่ครับ
เด็กๆเข้ามาตรวจสภาพขวดดูว่ามีอะไรแปลกหรือไม่ครับ
เด็กๆเข้ามาตรวจสภาพขวดดูว่ามีอะไรแปลกหรือไม่ครับ
ตรวจสภาพขวดครับ

ผมถามเด็กๆว่าแล้วเราจะตรวจสอบสิ่งที่เราเดายังไงดีล่ะ เด็กๆบอกว่าลองปั้นกระดาษให้ใหญ่ๆไม่ให้ลมเข้าไปได้แล้วจะเกิดอะไรขึ้น พอลองทำก็พบว่ากระดาษไม่ขยับ เด็กๆบอกว่าหาขวดคอสั้นๆหรือไม่มีก้นบุ๋มๆมาลองดูไหม ผมจึงเอาขวดพลาสติกใสคอสั้น ก้นแบน มาทดลองให้เด็กๆดู ก็พบว่ากระดาษชิ้นเล็กๆนั้นกระเด็นออกมาเหมือนขวดคอยาวก้นบุ๋มครับ

ลองขวดแบบอื่นดูครับ ปรากฎว่ากระดาษก็กระเด็นออกมาเหมือนกัน
ลองขวดแบบอื่นดูครับ ปรากฎว่ากระดาษก็กระเด็นออกมาเหมือนกัน

เด็กดูๆแล้วสรุปว่าน่าจะเป็นเพราะลมจากการเป่าวิ่งเข้าไปในขวด แล้วไหลย้อนออกมาผลักกระดาษครับ จากนั้นเด็กๆก็ลองเป่ากันครับ:

ผมทำการทดลองอีกอันให้เด็กๆดูครับ เอาถ้วยสองใบมาซ้อนกันโดยที่ถ้วยไม่ได้ซ้อนกันจนสนิทแน่น แค่ซ้อนกันหลวมๆ แล้วเป่าด้านข้างของถ้วยแรงๆ ปรากฎว่าถ้วยอันข้างบนกระเด้งออกมาครับ ผมถามเด็กๆว่าเป็นไปได้อย่างไร เด็กๆคิดๆแล้วก็บอกว่าน่าจะเป็นเรื่องคล้ายๆเป่าขวดที่พึ่งเล่นไป คือลมเข้าไปแล้วผลักถ้วยออกมา ผมให้เด็กๆกลับไปวาดรูปว่ากระแสลมวิ่งแบบไหนถึงผลักถ้วยออกมาได้ครับ ผมเป่าเสร็จแล้วก็ให้เด็กๆลองเป่าดูกันบ้าง:

ผมมีเรื่องทั้งสองอยู่ในคลิปเด็กจิ๋ว & ดร.โก้ด้วยครับ:

เล่นกันเสร็จแล้ว เวลายังเหลืออีกหน่อย ผมเลยให้เด็กๆดูคลิปสถานีอวกาศนานาชาติวิ่งผ่านหน้าดวงอาทิตย์ตอนเกิดสุริยุปราคาสัปดาห์ที่แล้วครับ:

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้ทดลองพันมอเตอร์กันใหม่ สัปดาห์ที่แล้วเราลองทำด้วยลวดทองแดงขนาดเล็ก พันและทำให้สมดุลย์ยาก เด็กๆเลยทำไม่ค่อยสำเร็จ สัปดาห์นี้เราใช้ลวดอลูมิเนียมใหญ่ขึ้นทำให้ดัดและทำให้สมดุลย์ง่ายขึ้น รวมทั้งผมเพิ่มแรงดันไฟให้เป็น 3-5 โวลท์ด้วยครับ วิธีทำก็แบบในคลิปนี้ครับ:

พอเด็กๆรู้วิธีทำก็แยกย้ายกันไปทำกันเองครับ

สำหรับเด็กๆอนุบาลสามทับหนึ่ง ผมสอนวิธีทำคอปเตอร์กระดาษ จะได้ไปหัดทำเล่นเองครับ เราเริ่มด้วยกระดาษสี่เหลี่ยมผืนผ้าครับ ตัวอย่างขนาดแบบหมุนช้าๆก็เช่นเอากระดาษ A4 มาตัดตามขวาง 8 ชิ้นเท่าๆกันแล้วเอามาใช้ชิ้นหนึ่ง (ขนาดประมาณ 21 ซ.ม. x 3.7 ซ.ม.) ถ้าจะให้หมุนเร็วๆก็ขนาดเล็กลง เช่น 2 ซ.ม. x 5 ซ.ม. แล้วตัดดังในรูปต่อไปนี้ครับ:

ถ้าทำอันใหญ่ๆหรือตัดจากกระดาษแข็ง อาจต้องถ่วงน้ำหนักด้วยคลิปหนีบกระดาษให้มันตกลงตรงๆด้วยครับ

เด็กๆเห็นแล้วบอกว่าเหมือนลูกยางซึ่งเป็นผลของไม้ยางครับ มีปีกสองอันทำให้ลูกยางหมุนๆเวลาตกลงมาจะได้ลอยออกจากต้นไปได้ไกลขึ้นครับ

เปรียบเทียบคอปเตอร์กระดาษกับลูกยางครับ
เปรียบเทียบคอปเตอร์กระดาษกับลูกยางครับ

ผมเคยอัดคลิปวิธีทำไว้ในช่องเด็กจิ๋ว & ดร.โก้ด้วยครับ:

จากนั้นเด็กๆก็แยกย้ายกันเล่นครับ:

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)