ความเร็วและแรงดันอากาศสำหรับเด็กป. 1+2+3


(คราวที่แล้วเรื่องยกของหนักด้วยคานที่นี่)

สัปดาห์นี้่โรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิมีงานนิทรรศการภูมิผลิใบ ที่ให้คุณพ่อคุณแม่เข้าไปชมผลงานและการแสดงของระดับชั้น เตรียมอนุบาล อนุบาล 1, 2, และ 3 ผมจึงไม่ได้แสดงการทดลองวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กอนุบาล ได้แต่ทำการทดลองกับเด็กกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม
 
วันนี้เราทำการทดลองเกี่ยวกับความเร็วในการไหลของอากาศและความดันอากาศ โดยธรรมชาติของอากาศนั้น ถ้าอากาศไหลเร็วบริเวณไหน ความดันอากาศบริเวณนั้นจะต่ำลง ไม่ใช่สูงขึ้นอย่างที่คนส่วนใหญ่คิด

 
ผมเริ่มโดยการถามเด็กๆว่าใครเคยขึ้นรถไฟหรือรถไฟฟ้าบ้าง เด็กๆทุกคนก็ยกมือและเริ่มเล่าเรื่องการผจญภัยบนรถไฟ ทั้งบนฟ้าและใต้ดิน จนผมต้องบอกว่าพอก่อน เพราะจะมีเรื่องเล่าต่อไปเดี๋ยวเวลาจะไม่พอ แล้วก็ถามเด็กๆว่าเห็นเส้นกั้นไม่ให้เราเข้าไปใกล้รถไฟไหม เขามีไว้ทำไม เด็กๆก็ตอบว่ามีไว้รถไฟจะได้ไม่ชน ผมก็เลยเสริมว่า ถ้าเข้าใกล้เกินไปเวลารถวิ่งผ่านเร็วๆ เราอาจถูกดูดเข้าไปหารถไฟได้ด้วย หรือถ้ายืนใกล้ๆรถบรรทุกที่วิ่งผ่านเราเร็วๆ เราจะรู้สึกเหมือนมีลมผลักหลังเราเข้าหารถ
 
ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดจากธรรมชาติของอากาศ (และของไหลได้เช่นน้ำ) ที่ว่าที่ใดที่อากาศไหลเร็ว ความดันอากาศแถวนั้นจะน้อย ดังนั้นถ้าบริเวณอื่นที่อยู่รอบๆมีความดันอากาศมากกว่า ก็จะมีลมวิ่งจากที่ความดันมากเข้าหาที่ความดันน้อยกว่า (หลักการนี้เรียกว่าหลักการของเบอร์นูลลี)
 
เราเริ่มการทดลองโดยเอาแถบกระดาษ (ขนาดประมาณ 1″ x 4″) มาถือไว้ให้ห้อยอยู่ในมือ แล้วเราก็เป่าลมผ่านหลอดกาแฟผ่านด้านบนของแถบกระดาษ ก็จะพบว่ากระดาษลอยขึ้น เนื่องจากด้านบนของกระดาษจะมีความดันอากาศต่ำกว่าด้านล่าง เพราะด้านบนมีลมวิ่งเร็ว ความดันด้านบนจึงน้อยกว่าใต้กระดาษ
 
ต่อไปเราก็เอากระดาษอีกชิ้นมาพับเป็นรูปตัว U กลับหัวดูคล้ายๆสะพาน แล้วเราก็เป่าลมใต้สะพานกระดาษให้อากาศใต้สะพานไหลเร็วๆ ทำให้ความดันใต้สะพานต่ำกว่าความดันด้านบน ทำให้สะพานยุบตัวลง เด็กๆได้รับหลอดคนละอันไปเป่าให้สะพานยุบกัน
 
 
การทดลองต่อไปก็คือการเป่าลมให้ดูดน้ำขึ้นมาเป็นฝอย ในการทดลองนี้เรามีหลอดสองอัน อันแรก (#1) จุ่มลงไปในขวดน้ำ และเราเป่าลมในหลอดที่สอง (#2) ให้ลมไหลผ่านปลายด้านบนของหลอดแรก เมื่อลมว่ิงเร็วๆผ่านด้านบนของหลอด #1 ความดันอากาศบริเวณนั้นก็จะลดลง ทำให้ดูดน้ำขึ้นมาจากขวด เมื่อน้ำพ้นปลายหลอด ก็ถูกลมพัดเป็นละอองฝอยๆ เป่าใส่เด็กๆให้วี๊ดว๊ายกันใหญ่
 
 
การทดลองสุดท้ายคือการเป่าให้เหรียญลอยขึ้นจากโต๊ะ เราทำโดยการนำเหรียญบาทและเหรียญห้าสิบสตางค์ วางห่างจากขอบโต๊ะประมาณ 10 เซ็นติเมตร แล้วเราก็ขยับปากไปข้างๆโต๊ะให้ริมฝีปากล่างอยู่ระดับเดียวกับด้านบนของโต๊ะ แล้วเป่าลมแรงๆเป็นจังหวะสั้นๆ จะพบว่าเหรียญกระเด็นขึ้นมาได้ (ความจริงการทดลองนี้ผมยังไม่แน่ใจว่าเหรียญกระเด็นได้อย่างไรแน่ คำอธิบายทั่วไปก็คือมีช่องว่างเล็กๆเนื่องจากพื้นโต๊ะและเหรียญขรุขรุให้อากาศใหลผ่านได้ระหว่างโต๊ะกับเหรียญ เมื่อเราเป่าลมแรงๆผ่านด้านบนของเหรียญ ความดันอากาศด้านบนก็จะน้อย ทำให้อากาศจากด้านล่างของเหรียญผลักให้เหรียญลอยขึ้นจากโต๊ะ ผมไม่แน่ใจว่าจริงๆแล้วแรงลมที่ปะทะขอบเหรียญ และความฝืดของโต๊ะเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เหรียญบิดขึ้นและโดนลมกระเด็นหรือเปล่า คงต้องทดลองบนพื้นโต๊ะนำ้แข็ง และเหรียญที่ขัดหน้าให้เรียบ เพื่อดูว่ามันจะเกิดอะไรขึ้น)
 
หลังจากนั้นผมก็แจกเหรียญให้เด็กเป่ากันสักพัก ซึ่งเด็กๆก็เป่าได้บ้างไม่ได้บ้าง ถ้าเป่าได้ก็จะมีเสียงไชโยตื่นเต้นเป็นระยะๆ พอทุกคนเริ่มเหนื่อยเราก็เลิกการทดลองเพราะไม่งั้นอาจเป็นลมได้

One thought on “ความเร็วและแรงดันอากาศสำหรับเด็กป. 1+2+3”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *