แรงลอยตัว เทคนิคทำของเล่น มอเตอร์ง่ายสุดขีด

DSC_2684

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ http://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ สำหรับบันทึกการสอนต่างๆในอดีตเข้าไปดูที่ http://atriumtech.com/sci_kids/ นะครับ

(คราวที่แล้วเรื่อง “ดูวิดีโอหุ่นยนต์ การทดเฟือง เบรกแม่เหล็ก” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เด็กประถมต้นได้ทำเรื่องแรงลอยตัว เด็กประถมปลายได้ดูวิดีโอการพิมพ์ 3 มิติด้วยคอนกรีตสร้างเป็นปราสาทเล็กๆและได้ดูผมสาธิตวิธีทำของเล่นจากเพลา เฟือง มอเตอร์ ฯลฯ เด็กอนุบาลสามได้เล่นมอเตอร์แบบประกอบง่ายสุดขีดที่เรียกว่าโฮโมโพล่าร์มอเตอร์ครั

สำหรับเด็กๆประถมต้นผมให้ดูวิดีโอแม่ชีลอยน้ำก่อนครับ:

 ผมถามเด็กๆว่าใครว่ายน้ำเป็นแล้วบ้าง เด็กๆส่วนใหญ่บอกว่าเป็นแล้ว ผมถามว่าใครลอยตัวในน้ำเฉยๆได้บ้าง เด็กๆหลายคนบอกว่าได้ ทำท่าปลาดาวหรือท่าแมงกระพรุน ผมถามเด็กๆต่อว่าแล้วรู้ไหมว่าทำไมเราลอยตัวอยู่ได้ล่ะ

ผมถามต่อว่าเคยเอาแก้วคว่ำไปกดลงในน้ำไหม มันต้องใช้แรงกดใช่ไหม เคยกดขวดน้ำพลาสติกเปล่าๆที่ปิดฝาลงในน้ำใช่ไหม มันกดยากใช่ไหม น้ำมันมีแรงดันแก้วหรือขวด ต้านไว้ไม่อยากให้จม

ผมบอกว่าเวลาน้ำมันอยู่เฉยๆให้เด็กๆลองจินตนาการว่ามีน้ำชั้นบนกับน้ำชั้นล่าง น้ำชั้นบนไม่ตกลงไปด้านล่างแสดงว่าน้ำชั้นล่างมันออกแรงดันไว้อยู่ แรงดันนี้เท่ากับน้ำหนักน้ำชั้นบนเป๊ะ ถ้าไม่เป๊ะน้ำชั้นบนต้องลอยขึ้นหรือจมลง

เมื่อสองพันกว่าปีมาแล้ว นักวิทยาศาสตร์ชื่ออาคิมีดีสค้นพบว่าเมื่อจุ่มของลงไปในน้ำ น้ำจะดันของนั้นๆขึ้นด้วยแรงลอยตัวค่าหนึ่ง แรงลอยตัวนี้มีมีค่าเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ด้วยของที่จุ่มลงมา

DSC01797
จากนั้นผมก็ถามเด็กๆว่าเรารู้วิธีทำให้ลูกแก้วลอยน้ำได้ไหม ให้ทดลองปล่อยลูกแก้วบนน้ำกัน ซึ่งลูกแก้วก็จมหมด ผมจึงบอกว่าเราโกงได้โดยสร้างแพเล็กๆด้วยฟอยล์อลูมิเนียม ให้มันกดน้ำเป็นบริเวณกว้างๆ แรงลอยตัวจะได้มากพอที่จะทำให้ลูกแก้วลอยอยู่ได้:

ลูกแก้วลอยบนแพฟอยล์อลูมิเนียม
ลูกแก้วลอยบนแพฟอยล์อลูมิเนียม

จากนั้นผมก็ถามว่าถ้าเราทำแพใหญ่ๆโดยพับฟอยล์อลูมิเนียมใหญ่ๆเลยจะทำให้ลูกแก้วลอยได้เยอะแค่ไหน ผมเอาฟอยล์ขนาดประมาณ 1ฟุต x  1ฟุต มาพับเป็นกล่องขนาดประมาณ 6″x6″ แล้วให้เด็กๆผลัดกันใส่ลูกแก้วลงไปครับ:

ผลัดกันใส่ลูกแก้ว
ผลัดกันใส่ลูกแก้ว

 ปรากฎว่าเราใส่ลูกแก้วลงไปได้ 105 ลูกครับ กว่ากล่องฟอยล์จะจม ผมเคยพูดถึงแรงลอยตัวไปแล้วในอดีตที่ “คุยกับเด็กๆเรื่องแรงลอยตัว (ต่อ)” นะครับ ลองกดไปดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ครับถ้าสนใจ

สำหรับเด็กประถมปลายก่อนอื่นผมให้ดูเว็บหน้านี้ที่มีคนสร้างปราสาทคอนกรีตขนาดเล็กๆด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติครับเพื่อเป็นแรงบันดาลใจว่าโลกมีสิ่งประดิษฐ์แปลกๆไปถึงไหนแล้ว มีวิดีโอการทำงานให้ดูครับ:

จากนั้นผมก็เอาอุปกรณ์ประดิษฐ์ของเล่นพวก มอเตอร์ ล้อ เพลา เฟือง รังถ่าน แบตเตอรี่ ปากกาหมึกหมด โดยแนะนำการใส่เฟืองกับเพลาด้วยค้อน การตัดชิ้นส่วนด้วยคีมและเลื่อย การยึดเพลาผ่านคลิปหนีบกระดาษที่ดัดด้วยคีม หรือผ่านปากกาที่หมึกหมดแล้ว การติดมอเตอร์โดยใช้เทปกาวเหนียวพิเศษของ 3M เล่าให้ฟังว่าถ้าจะใช้กาวอีพ็อกซีก็ได้ การใช้กาวดินน้ำมันติดรังถ่าน และการใช้ของเหลือใช้ต่างๆมาดัดแปลงประกอบของเล่นเอง ที่แนะนำนี่เพราะเด็กๆจะพยายามประดิษฐ์สิ่งต่างๆที่มีมอเตอร์สำหรับโครงงานของเขาครับ

โชว์การเอาของเหลือใช้มาประกอบกันเป็นรถติดมอเตอร์ครับ
โชว์การเอาของเหลือใช้มาประกอบกันเป็นรถติดมอเตอร์ครับ

สำหรับเด็กๆอนุบาลผมสอนให้เล่นมอเตอร์ที่เรียกว่าโฮโมโพล่าร์มอเตอร์ซึ่งเป็นมอเตอร์ที่สร้างง่ายที่สุด ใช้เพียงถ่านไฟฉาย ตะปูเกลียว แม่เหล็กรูปร่างกลมๆ และฟอยล์อลูมิเนียม วิธีทำเป็นอย่างนี้ครับ:

 ของเล่นนี้เป็นแบบเดียวกับที่พี่ๆประถมต้นเล่นไปแล้วที่ “กระแสไฟฟ้า แม่เหล็ก มอเตอร์ และแบตเตอรี่” ครับ

DSC_2658

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

This slideshow requires JavaScript.

Leave a Reply

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