หยดน้ำในกระทะ คลิปมือแตะตะกั่วเหลว ทำความสะอาดด้วยเสียง ระเบิดเบคกิ้งโซดา

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปหยดน้ำบนกระทะร้อนๆ จะเห็นว่าเมื่อกระทะร้อนปานกลาง หยดน้ำจะโดนกระทะแล้วระเหยหายไปอย่างรวดเร็ว แต่ถ้ากระทะร้อนจัด หยดน้ำจะกลิ้งไปมาบนกระทะได้นานมาก ปรากฎการณ์เดียวกันนี้ยังอธิบายกลที่คนเอามือจุ่มน้ำให้หมาดๆแล้วจุ่มลงไปในตะกั่วหลอมเหลวที่ร้อนจัดแล้วเอาออกทันทีโดยไม่เป็นอันตรายอีกด้วย นอกจากนี้นักวิจัยที่ญี่ปุ่นยังออกแบบพื้นผิวที่บากเป็นรูปฟันเลื่อยทำให้หยดน้ำวิ่งไปตามทิศทางที่ต้องการได้ด้วยครับ เด็กๆได้ดูเครื่องทำความสะอาดอัลตร้าโซนิกที่ใช้ความสั่นสะเทือนทำให้น้ำเกิดฟองเล็กจิ๋วที่ยุบตัวอย่างรวดเร็ว (cavitation) เป็นระเบิดลูกเล็กที่มองไม่เห็นแต่กำจัดคราบสกปรกต่างๆได้ดีมาก เด็กอนุบาลได้ดูการสาธิตผสมเบคกิ้งโซดากับน้ำส้มสายชูให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำลูกโป่ง ทำระเบิดถุงพลาสติก และทำจรวดจุกคอร์กครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คลิปกระสุนเจาะเกราะ เกราะระเบิด การสั่น ของเล่นรถไฟเหาะ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมถามเด็กๆว่าเคยสังเกตไหมว่าเวลากระทะร้อนๆแล้วมีน้ำหยดลงไปจะเป็นอย่างไร เด็กๆบอกว่าน้ำจะฟู่และระเหยหายไป ผมถามต่อว่าเคยเห็นหยดน้ำกลิ้งๆอยู่บนกระทะนานๆทั้งๆที่กระทะร้อนไหม เด็กๆบางคนจำได้ว่าเคยเห็น ผมเลยถามว่าทำไมบางครั้งน้ำถึงเดือดฟู่ๆแล้วหายไปแต่บางครั้งน้ำเป็นเม็ดกลิ้งๆอยู่ได้ตั้งนานทั้งๆที่กระทะก็ร้อน

เด็กๆไม่ทราบผมเลยเฉลยว่าเวลากระทะร้อนแต่ยังไม่ร้อนมากพอ เมื่อเราหยดน้ำลงไปน้ำจะฟู่ๆแล้วระเหยหายไปอย่างรวดเร็ว นี่เป็นเพราะความร้อนจากกระทะทำให้หยดน้ำส่วนที่ติดกับกระทะร้อนกลายเป็นไอ แต่เมื่อกระทะร้อนขึ้นมากๆ ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นเร็วพอและมากพอที่จะกลายเป็นชั้นไอน้ำรองรับหยดน้ำให้ลอยอยู่เหนือกระทะนานๆ เนื่องชั้นไอน้ำนำความร้อนได้ช้ากว่าเวลาหยดน้ำติดกับกระทะตรงๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ปรากฏการณ์ลีเดนฟรอสท์” (Leidenfrost Effect)

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปนี้ครับ:

ปรากฎว่าถ้าทำพื้นผิวให้หยักๆเป็นฟันเลื่อย จะสามารถบังคับให้หยดน้ำเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต้องการด้วยครับ

มีคนทำให้หยดน้ำวิ่งเป็นวงกลมด้วยครับ:

ปรากฏการณ์เดียวกันยังถูกคนเอาไปใช้เป็นกลจุ่มมือลงไปในตะกั่วเหลวร้อนๆโดยไม่เป็นอันตรายด้วยครับ:

ในคลิปเขาสามารถจุ่มนิ้วลงไปได้ครับถ้าตะกั่วเหลวนั้นร้อนมากๆ (ตะกั่วเริ่มเป็นของเหลวที่ประมาณ 330 องศาเซลเซียส ในการทดลองเขาต้มตะกั่วจนร้อนประมาณ 450 องศาเซลเซียส) แล้วเอามือจุ่มน้ำให้เปียก แล้วจุ่มลงไปในตะกั่วแป๊บเดียวแล้วดึงออก (แต่ถ้าตะกั่วร้อนไม่มากพอ เวลาเอามือไปจุ่ม ตะกั่วจะเย็นลงพอที่จะเป็นของแข็งแล้วติดนิ้วขึ้นมาทำให้เป็นอันตราย)

สาเหตุที่สามารถจุ่มนิ้วเข้าไปในตะกั่วเหลวร้อนมากๆแล้วไม่เป็นอันตรายก็เพราะน้ำที่ติดนิ้วอยู่จะโดนความร้อนจากตะกั่วจนกลายเป็นไอน้ำ เจ้าไอน้ำจะเป็นตัวกั้น เป็นฉนวนความร้อนป้องกันไม่ให้ความร้อนจากตะกั่วทำอันตรายนิ้วได้ แต่ถ้าแช่ไว้นานๆน้ำก็จะระเหยเป็นไอหมดและนิ้วก็จะไหม้ได้

หลังจากดูคลิปแล้วผมก็เอาเครื่องทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงอัลตร้าโซนิก (ultrasonic cleaner) มาให้เด็กๆดูและเล่นกัน:

เวลาเราใช้งาน เราก็จะใส่น้ำหรือของเหลวที่เหมาะสมกับของที่จะล้างลงไปในอ่างด้านบนของเครื่อง แล้วเราก็กดตั้งเวลาว่าจะให้เครื่องสั่นสะเทือนกี่นาที ใส่ของที่จะล้างลงไป แล้วก็เริ่มเดินเครื่อง คลื่นความถี่สูง (คลื่นในเครื่องนี้สั่น 40,000 ครั้งต่อวินาทีหรือ 40,000 Hz) จากถาดจะทำให้น้ำหรือของเหลวสั่นตาม เวลาน้ำขยับไปมาจะเกิดฟองอากาศเล็กๆที่เกิดจากแก๊สในน้ำขึ้น แล้วฟองก็จะยุบตัวลงอย่างรวดเร็วเมื่อน้ำวิ่งเข้ามาแทนที่ฟอง ทำให้เกิดแรงสะเทือนเล็กๆทั่วไปหมด สิ่งสกปรกต่างๆก็จะถูกชะล้างได้ เราทดลองทำความสะอาดแหวน สร้อยคอ สายนาฬิกา และแว่นตากันครับ ล้างได้สะอาดดี

เด็กๆเอาของหลายๆอย่างเช่นยางลบ สายนาฬิกา และเครื่องประดับมาทดลองล้างกันครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับหนึ่ง ผมให้ดูการทดลองจากการผสมน้ำส้มสายชูกับเบคกิ้งโซดาครับ เด็กๆได้เห็นว่าเมื่อผสมกันจะมีฟองฟอดเลย นั่นก็คือมีก๊าซเพิ่มขึ้นมา ก๊าซตัวนี้ก็คือคาร์บอนไดออกไซด์นั่นเอง

เราทำการทดลองสามอย่างโดยผสมน้ำส้มสายชูกับเบคกิ้งโซดาในถุงมือหรือลูกโป่ง ใส่ในถุงปิดแน่นให้มันระเบิด และในขวดปิดจุกคอร์กให้จุกคอร์กกระเด็นไปเป็นจรวดจุกคอร์กครับ  วิธีทำผมอัดเป็นคลิปเหล่านี้ไว้ครับ:

ที่ทำกันในห้อง ลูกโป่งหน้าตาแบบนี้ครับ:

ระเบิดเบคกิ้งโซดา + น้ำส้มสายชูในถุงพลาสติกครับ:

ส่วนอันนี้คือจรวดจุกคอร์กครับ:

คลิปกระสุนเจาะเกราะ เกราะระเบิด การสั่น ของเล่นรถไฟเหาะ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปกระสุนเจาะเกราะสำหรับรถถัง เห็นประเภทใหญ่ๆสองประเภทคือแบบใช้พลังงานจลน์ของลูกดอกโลหะแข็งที่วิ่งเร็วมากๆ (1-2 กิโลเมตร/วินาที) และอีกแบบคือแบบหัวระเบิดที่โฟกัสโลหะให้เหลวและร้อนแล้วพุ่งเป็นลำเล็กๆละลายเกราะเข้าไป เด็กประถมปลายได้พยายามเดาว่าจะป้องกันกระสุนแบบหัวระเบิดอย่างไร และได้รู้จักเกราะระเบิด (reactive armor) ที่ป้องกันกระสุนหัวระเบิดได้ เด็กๆได้เริ่มเรียนรู้เรื่องการสั่นโดยสังเกตจากลวดเกาหัวและก้านลูกโป่งถ่วงดินน้ำมัน เด็กอนุบาลสามได้เล่นรถไฟเหาะจำลองทำจากลูกแก้วและท่อพลาสติก

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “เรียนรู้จากคลิปรถถัง เคลื่อนที่เป็นวงกลม พื้นที่สัมผัส ของเล่นรถไฟเหาะ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมให้ดูคลิปกระสุนรถถังเจาะเกราะสองแบบครับ (สัปดาห์ที่แล้วเด็กๆบอกว่าอยากเห็น)  แบบแรกเรียกว่าหัวเจาะเกราะด้วยพลังงานจลน์ (kinetic energy penetrator)ใช้วัตถุแข็งและความหนาแน่นสูงๆเช่นทังสเตนคาร์ไบด์ (tungsten carbide) หรือยูเรเนียมด้อยสมรรถนะ (depleted uranium, DU) ทำเป็นกระสุนแหลมๆยาวๆ หน้าตาคล้ายๆลูกดอกวิ่งไปด้วยความเร็วสูงมากๆ พุ่งทะลุเกราะต่างๆได้และทำให้เกิดความร้อนสูง เศษโลหะต่างๆจากการกระทบจะติดไฟ แบบที่สองคือแบบหัวระเบิด (high explosive anti tank, HEAT) ที่ระเบิดเมื่อกระทบและดันให้โลหะส่วนหัวของกระสุนหลอมเหลวและโฟกัสเป็นเส้นเล็กๆที่พุ่งทะลุเกราะด้วยความเร็วสูง คลิปเป็นอย่างนี้ครับ:

ผมถามเด็กประถมปลายว่าเราจะป้องกันกระสุนเจาะเกราะอย่างไรดี หลายๆคนบอกว่าทำเกราะให้หนาขึ้น บางคนบอกว่ามีเกราะหลายชั้น ผมเลยให้ดูคลิปเกราะแบบหนึ่งที่ป้องกันกระสุนหัวระเบิดได้ดีมาก:

เกราะแบบนี้เรียกว่า reactive armor ไอเดียคือมีแผ่นเกราะเล็กๆที่เป็นแซนวิชมีระเบิดตรงกลาง เมื่อกระสุนหัวระเบิดมาโดน เกราะจะระเบิดออกดันโลหะความเร็วสูงที่พุ่งมาจากกระสุนทำให้ไม่สามารถเจาะเกราะได้

ผมให้เด็กๆสังเกตกระสุนขนาด 20 มิลลิเมตรทะลุทะลวงแผ่นเหล็กด้วยครับ ให้เด็กๆเดาว่าทะลุกี่แผ่น ทำไมไฟแลบ (เศษโลหะร้อนพอจะติดไฟ) และรูในแผ่นเหล็กแต่ละแผ่นจะต่างกันไหม พอเดาเสร็จก็ดูคลิปที่หยุดไว้เพื่อเฉลยครับ:

หลังจากเด็กๆดูคลิปเสร็จแล้วเราก็เรียนรู้เรื่องการสั่นกันครับ ผมเอาลวดเกาหัวออกมาให้เด็กๆเล่นกัน:

ลวดเกาหัวมีลวดสั้นและลวดยาวอยู่ด้วยกันครับ ให้เด็กๆสังเกตดูว่าเวลาเราดีดให้ลวดยาวสั่นหนึ่งเส้น ลวดยาวอื่นๆจะสั่นตาม ส่วนลวดสั้นจะไม่สั่นตาม ในทางกลับกัน ถ้าเราดีดให้ลวดสั้นสั่นหนึ่งเส้น ลวดสั้นเส้นอื่นๆจะสั่นตามแต่ลวดยาวจะไม่สั่นตาม:

ตัวอย่างการสั่นครับ:

สิ่งต่างๆจะมีความถี่ที่มันสั่นตามธรรมชาติครับ ความถี่ธรรมชาติของลวดยาวและลวดสั้นไม่เท่ากัน เวลาเราดีดให้ลวดยาวสั่น ความถี่ของการสั่นไม่ตรงกับของลวดสั้น ทำให้ลวดสั่นไม่สั่นตาม แต่ลวดยาวเส้นอื่นๆที่มีความถี่ธรรมชาติเหมือนกันจะสั่นตามกัน

ผมถามว่าลวดยาวกับลวดสั้นอันไหนสั่นด้วยความถี่มากกว่ากัน เด็กมองไม่ทัน ผมเลยเอาแท่งพลาสติกก้านลูกโป่งมาถ่วงน้ำหนักด้วยดินน้ำมันให้แกว่งช้าลง แล้วดีดให้สั่นที่ความยาวก้านต่างๆครับ:

เด็กๆเห็นว่าก้านยาวๆจะสั่นที่ความถี่ต่ำกว่าก้านสั้นๆครับ

ผมให้เด็กๆทดลองเอาเส้นด้ายถ่วงดินนำ้มันเป็นลูกตุ้มด้วยครับ ให้เด็กๆสังเกตว่าความยาวเส้นด้ายมีผลกับความถี่ของการแกว่ง เด็กๆเห็นว่าถ้าเส้นด้ายสั้นความถี่การแกว่งจะสูง ถ้าเส้นด้ายยาวความถี่แกว่งจะต่ำครับ พบว่าดินน้ำมันหนักเบาไม่มีผลกับความถี่ครับ แต่ดินน้ำมันเบาจะหยุดสั่นเร็วกว่าดินน้ำมันหนัก

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับสอง ผมให้เล่นของเล่นรถไฟเหาะจำลองครับ เอาสายพลาสติกใสมาสมมุติว่าเป็นราง เอาลูกแก้วมาสมมุติว่าเป็นรถไฟ แล้วปล่อยลูกแก้วในสายพลาสติกจากที่สูงๆ เด็กๆสังเกตว่าลูกแก้วจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อตกลงสู่ที่ต่ำ (สำหรับเด็กโตๆหน่อยจะอธิบายว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์ สำหรับเด็กอนุบาลจะไม่อธิบายอะไรลึกครับ แค่ให้สังเกตว่าของตกลงมาจะมีความเร็ว ผมเคยบันทึกคำอธิบายที่ละเอียดขึ้นอยู่ที่ http://witpoko.com/?p=2465 ครับ)

ตัวอย่างวิธีเล่นครับ:

หลังจากเด็กๆเข้าใจว่าเล่นยังไง ก็แบ่งกลุ่มเล่นกันใหญ่ครับ:

ตัวอย่างการวาดกราฟข้อมูลและเส้นตรงที่ฟิตกับข้อมูลด้วย Mathematica

โหลดไฟล์นี้ไปใช้กับ Mathematica ได้ครับ ทดลองดัดแปลงดูนะครับ

เปิดขึ้นมาหน้าตาจะเป็นแบบนี้:

กราฟนี้มาจากการทดลองหาจุดเดือดของสารละลายเกลือแกง (NaCl) ในน้ำประปาที่ความเข้มข้นต่างๆกัน พบว่าจุดเดือดเพิ่มขึ้นตามปริมาณเกลือแกงครับ เป็นการแสดงคุณสมบัติคอลลิเกทีฟอย่างหนึ่งของสารละลาย

เรียนรู้จากคลิปรถถัง เคลื่อนที่เป็นวงกลม พื้นที่สัมผัส ของเล่นรถไฟเหาะ

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปเกี่ยวกับรถถังและได้คุยกันเรื่องวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องเช่นทำไมรถถังใช้ตีนตะขาบแทนที่จะเป็นล้อ ปืนเล็งอยู่นิ่งๆได้อย่างไรด้วยไจโรสโคป ฯลฯ เด็กประถมต้นเล่นของเล่นลูกแก้วเคลื่อนที่เป็นวงกลม สังเกตว่าลูกแก้วถ้าไม่มีอะไรไปยุ่งกับมันจะอยู่นิ่งๆหรือเคลื่อนที่ไปตรงๆ ถ้าจะให้วิ่งเป็นวงกลมต้องมีอะไรมาบังคับมัน เด็กประถมปลายได้กดมือกับแผงหมุดแหลมๆดูว่าเวลามีหมุดหลายอันเราจะไม่ค่อยเจ็บ ได้ลุ้นดูผมกดลูกโป่งเข้ากับหมุด เด็กอนุบาลสามได้เล่นของเล่นรถไฟเหาะที่ทำจากท่อสายยางและลูกแก้ว ได้เห็นการเปลี่ยนแปลงความสูง (พลังงานศักย์) เป็นความเร็ว (พลังงานจลน์)

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “เล่นเจาะลูกโป่ง ของเล่นเสือไต่ถัง” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นผมให้เด็กๆดูคลิปนี้ครับ:

การที่รถถังสามารถทำให้ปืนอยู่นิ่งได้ก็เพราะว่ามีระบบชดเชยการขยับตัวของรถ ส่วนหนึ่งก็คือระบบอ้างอิงทิศทางด้วยไจโรสโคป ที่อาศัยหลักการที่ว่าสิ่งที่หมุนอยู่จะหมุนแบบเดิมไปเรื่อยๆถ้าไม่มีอะไรไปบิดมัน แกนหมุนก็คงเดิม ชี้ไปในทิศทางเดิม ทำให้ใช้เป็นแนวอ้างอิงทิศทางได้ (ไจโรสโคปแบบลูกข่างหมุนเป็นการเชื่อมโยงกับของเล่น fidget spinner ที่เด็กได้ทดลองประดิษฐ์กับอาจารย์สิทธิโชค มุกเตียร์สัปดาห์ที่แล้ว  ไจโรสโคปปัจจุบันหลายๆแบบไม่อาศัยลูกข่างหมุนๆแล้ว แต่อาศัยการแทรกสอดของแสงแทน)

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปรถถังนี้ครับ:

และคลิปรถตักดินที่ใหญ่มากๆ:

ให้เด็กสังเกตสิ่งต่างๆในคลิป

ผมถามเด็กๆว่าเห็นไหมว่ารถพวกนี้ใช้ตีนตะขาบแทนที่จะเป็นล้อกลมๆติดพื้น ให้เด็กๆเดากันว่าเพราะอะไร ในที่สุดเด็กๆก็เข้าใจว่าตีนตะขาบช่วยกระจายน้ำหนักทำให้พื้นยุบลงไปยากกว่าใช้ล้อกดพื่นโดยตรง รถถังที่เราเห็นน้ำหนัก 40-60 ตัน ซึ่งหนักกว่ารถเก๋งเป็น 20-40 เท่าเลยทีเดียว

สำหรับเด็กประถมต้น  ผมสอนให้เล่นของเล่นตระกูลเสือไต่ถังครับ เอาลูกแก้วกลมๆไปใส่ใว้ในกาละมังกลมๆ หรือในขวดกลมๆ แล้วเหวี่ยงๆให้ลูกแก้ววิ่งรอบๆภายในภาชนะ เมื่อหยุดแกว่ง ลูกแก้วก็ยังจะวิ่งไปรอบๆอีกสักพักหนึ่งครับ ถ้าเราหมุนเร็วเกินลูกแก้วจะกระเด็นออกจากกาละมังได้ ให้เด็กๆสังเกตว่าเมื่อลูกแก้วหลุดออกมา มันเคลื่อนที่อย่างไร (วิ่งเป็นเส้นตรงหรือวิ่งโค้งๆ? วิ่งไปทิศทางไหน?) เมื่อลูกแก้ววิ่งเร็วขึ้นมันขึ้นมาสูงกว่าหรือต่ำกว่า ผมเคยบันทึกวิธีเล่นไว้ในอดีตแล้วในคลิปนี้ครับ:

เมื่อเด็กๆรู้วิธีเล่นแล้ว ก็แยกย้ายกันหัดเล่นเองครับ:

สำหรับเด็กประถมปลายผมเอาหมุดแหลมหลายๆอันมาติดกับแผ่นโฟม วางบนตาชั่ง แล้วกดลูกโป่งลงบนหมุดแหลมเหล่านั้นครับ ดูในตาชั่งว่าน้ำหนักกดกี่กิโลแล้ว หมุดหลายอันช่วยกันเฉลี่ยน้ำหนักกดทำให้ไม่ทะลุลูกโป่ง ผมกดลงไป 5 กิโลกรัมลูกโป่งก็ยังไม่แตก (แต่ตาชั่งวัดได้สูงสุดแค่ 5 กิโลกรัมเลยบอกน้ำหนักไม่ได้ครับ)

หมุดแหลมเป็นแผงอย่างนี้ครับ
หมุดแหลมเป็นแผงอย่างนี้ครับ
กดลงไป 5 กิโล เต็มความสามารถตาชั่ง ก็ยังไม่แตก
กดลงไป 5 กิโล เต็มความสามารถตาชั่ง ก็ยังไม่แตก

เด็กๆทดลองเอาฝ่ามือแตะแผงหมุดหลายๆอัน เทียบกับแตะหมุดอันเดียว จะรู้สึกว่าเวลามีหมุดหลายๆอัน จะไม่รู้สึกเจ็บเพราะหมุดช่วยกันแบ่งนำ้หนักไปครับ นอกจากนี้ก็พยายามกดให้ลูกโป่งแตกกันด้วย ก็ไม่สำเร็จเหมือนกัน

ผมถามเด็กๆต่อว่าเรื่องที่เราพึ่งทดลองไปนี่เกี่ยวข้องอะไรกับมีดทื่อๆและมีดคมๆไหม มีเด็กหลายคนเข้าใจครับว่ามีดทื่อๆมีส่วนสัมผัสวัตถุมากกว่ามีดคมๆ เมื่อกดด้วยแรงเท่ากัน มีดทื่อๆจึงไม่ค่อยทะลุผิดวัตถุครับ

(ผมเคยทำกิจกรรมเรื่องล้อรถและสายพานไปเมื่อหลายปีที่แล้ว ในนั้นจะมีคำถามที่น่าถามนำเด็กๆด้วยครับ เผื่อมีคุณครูคุณพ่อคุณแม่สนใจไปประยุกต์ใช้)

ผมแถมให้เด็กๆดูกระสุนปืนใหญ่เจาะเกราะที่ตัวลูกกระสุนเป็นโลหะแข็งแหลมๆหนักๆ (เพื่อให้ทะลุเกราะได้ง่ายขึ้น) และมีครีบให้หมุนๆ (จะได้รักษาทิศทางได้ดีๆเหมือนไจโรสโคป) ด้วยครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับหนึ่ง ผมให้เล่นของเล่นรถไฟเหาะจำลองครับ เอาสายพลาสติกใสมาสมมุติว่าเป็นราง เอาลูกแก้วมาสมมุติว่าเป็นรถไฟ แล้วปล่อยลูกแก้วในสายพลาสติกจากที่สูงๆ เด็กๆสังเกตว่าลูกแก้วจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อตกลงสู่ที่ต่ำ (สำหรับเด็กโตๆหน่อยจะอธิบายว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์ สำหรับเด็กอนุบาลจะไม่อธิบายอะไรลึกครับ แค่ให้สังเกตว่าของตกลงมาจะมีความเร็ว ผมเคยบันทึกคำอธิบายที่ละเอียดขึ้นอยู่ที่ http://witpoko.com/?p=2465 ครับ)

ตัวอย่างวิธีเล่นครับ:

หลังจากเด็กๆเข้าใจว่าเล่นยังไง ก็แบ่งกลุ่มเล่นกันใหญ่ครับ:

อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ

เล่นเจาะลูกโป่ง ของเล่นเสือไต่ถัง

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมต้นได้เข้าใจหลักการปืนใหญ่สูญญากาศ เด็กประถมปลายได้ดูการเพิ่มของประชากรเริ่มตั้งแต่ 100,000 ปีก่อนจนถึงอีก 80 ปีข้างหน้า และได้ดูคลิปเครื่องบินที่ไม่มีปีกแต่ใช้ถังไก่ KFC หมุนๆสร้างแรงยก เด็กทั้งประถมต้นและประถมปลายเห็นการเจาะลูกโป่งด้วยเข็ม 1 เล่มและเข็ม 36 เล่ม ดูว่าแบบไหนเจาะยากกว่า (ใช้แรงกดเยอะกว่ากัน) เด็กอนุบาลสามได้เล่นเสือไต่ถังที่เอาลูกแก้ววิ่งในภาชนะกลมๆ อาศัยการเหวี่ยงให้ลูกแก้ววิ่งตามขอบภาชนะ 

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ลูกโป่งใหญ่ VS. ลูกโป่งเล็ก การแกว่งของลูกตุ้มแม่เหล็ก กลความดันอากาศ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับประถมต้น ผมวาดรูปขวดและท่อที่ถูกดูดอากาศออกให้อากาศข้างในมีน้อยๆเป็นสุญญากาศ แล้วถามเด็กๆว่าถ้าเปิดขวดหรือท่อแล้วจะเกิดอะไรขึ้น เด็กๆตอบได้ว่าอากาศจากภายนอกจะวิ่งเข้าไป เด็กๆจำการทดลองเรื่องความดันอากาศในอดีตได้ครับ

ภาพขวดและท่อที่ดูดอากาศออก ถามเด็กๆว่าถ้าเปิดฝาจะเกิดอะรไรขึ้น
ภาพขวดและท่อที่ดูดอากาศออก ถามเด็กๆว่าถ้าเปิดฝาจะเกิดอะรไรขึ้น

จากนั้นผมให้เด็กๆดูวิดีโอนี้ครับ เป็นปืนใหญ่สุญญากาศ:

เด็กๆตื่นเต้นที่อากาศที่วิ่งเข้าไปในท่อสุญญากาศสามารถดันกระสุนให้วิ่งไปได้อย่างรวดเร็วแล้วชนแตงโมระเบิดครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมถามเด็กๆว่ามีคนบนโลกประมาณกี่คน เด็กๆเดาว่าแสนล้าน หรือล้านล้านคนครับ ผมเลยถามว่าประเทศไทยมีคนกี่คน เด็กบางคนตอบได้ว่าประมาณ 70 ล้านคน ผมถามต่อว่าจำนวนประเทศในโลกมีกี่ประเทศ เด็กๆเดาว่าประมาณร้อยสองร้อยประเทศ ผมบอกว่าเราเดาจำนวนคนบนโลกว่าจำนวนคนไม่น่าจะถึงแสนล้านนะ เพราะถ้าเดาว่าจำนวนประเทศมี 100-200 ประเทศ และจำนวนคนเฉลี่ยต่อประเทศเป็นหลัก 10-100 ล้านแบบประเทศไทย จำนวนคนบนโลกน่าจะประมาณ 1,000-20,000 ล้านคน แล้วผมก็บอกเด็กๆว่าจำนวนคนบนโลกตอนนี้จะมีประมาณ 7,000 ล้านคนครับ จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูจำนวนคนในประเทศต่างๆจากเว็บ Worldometers พบว่าประเทศไทยอยู่อันดับที่ 20 พอดีครับ:

กดที่ภาพเพื่อไปดูเว็บ http://www.worldometers.info/world-population/population-by-country/ นะครับ
กดที่ภาพเพื่อไปดูเว็บ http://www.worldometers.info/world-population/population-by-country/ นะครับ

ผมให้เด็กๆดูวิดีโอนี้เกี่ยวกับการเพิ่มของประชากร และจำนวนประชากรในที่ต่างๆบนโลกครับ:

จำนวนคนพึ่งมาเพิ่มมากๆในร้อยสองร้อยปีที่แล้วนี่เองครับ

จากนั้นผมถามเด็กๆประถมปลายว่าจำได้ไหมเราเคยเล่นถ้วยพลาสติกร่อนเพราะการหมุนของมัน เด็กๆจำได้ ผมเลยให้เด็กๆดูคลิปที่มีคนใช้หลักการเดียวกันสร้างเครื่องบินบังคับที่ไม่มีปีก แต่ใช้ถังไก่ KFC หมุนๆให้เกิดแรงยกครับ:

สำหรับเด็กทั้งประถมต้นและปลาย เราลองกดลูกโป่งด้วยเข็มหนึ่งเล่ม และเข็มหลายๆเล่มครับ พบว่ากดด้วยเข็มหลายๆเล่มแตกยากกว่ามาก เราลองวัดน้ำหนักที่กดโดยเอาเข็มตั้งไว้บนตาชั่ง แล้วเอาลูกโป่งกดทบลงไปแล้วเราก็ดูว่าน้ำหนักกดที่ตาชั่งเท่ากับเท่าไรครับ:

ผมลองให้เด็กเอามือแตะเข็มแทนลูกโป่งด้วยครับ ทุกคนรู้สึกได้ว่าเวลามีเข็มเยอะๆแล้วไม่เจ็บเลย เด็กๆอธิบายได้ว่าเวลามีเข็มเยอะๆมันจะช่วยกันแบ่งน้ำหนักที่กดลงไป แรงกดแต่ละเข็มก็น้อยลง ลูกโป่งเลยแตกยากขึ้นครับ

เด็กๆเข้าแถวเอาเข็มจิ้มมือเบาๆครับ
เด็กๆเข้าแถวเอาเข็มจิ้มมือเบาๆครับ

สำหรับเด็กอนุบาล 3/1 ผมสอนให้เล่นของเล่นตระกูลเสือไต่ถังครับ เอาลูกแก้วกลมๆไปใส่ใว้ในกาละมังกลมๆ หรือในขวดกลมๆ แล้วเหวี่ยงๆให้ลูกแก้ววิ่งรอบๆภายในภาชนะ เมื่อหยุดแกว่ง ลูกแก้วก็ยังจะวิ่งไปรอบๆอีกสักพักหนึ่งครับ ถ้าเราหมุนเร็วเกินลูกแก้วจะกระเด็นออกจากกาละมังได้ ให้เด็กๆสังเกตว่าเมื่อลูกแก้วหลุดออกมา มันเคลื่อนที่อย่างไร (วิ่งเป็นเส้นตรงหรือวิ่งโค้งๆ? วิ่งไปทิศทางไหน?) เมื่อลูกแก้ววิ่งเร็วขึ้นมันขึ้นมาสูงกว่าหรือต่ำกว่า ผมเคยบันทึกวิธีเล่นไว้ในอดีตแล้วในคลิปนี้ครับ:

เมื่อเด็กๆรู้วิธีเล่นแล้ว ก็แยกย้ายกันหัดเล่นเองครับ:

 

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)