คุยเรื่องดวงจันทร์ วัดปริมาตรด้วยการแทนที่น้ำ กลตั้งไข่และกระป๋อง

ปริมาตรมือเราต่างกันห้าเท่า
ปริมาตรมือเราต่างกันห้าเท่า

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “แรงลอยตัว เทคนิคทำของเล่น มอเตอร์ง่ายสุดขีด” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เด็กประถมได้ดูภาพดวงจันทร์ด้านหันเข้าหาโลกและด้านหันออกจากโลก ได้ฟังว่าดวงจันทร์หมุนรอบตัวด้วยความเร็วพอดีเป๊ะกับการวิ่งรอบโลกทำให้หันด้านเดียวเข้าหาโลกมานานมากแล้ว ได้เปรียบเทียบความขรุขระที่ต่างกันของพื้นดวงจันทร์ทั้งสองด้าน ได้ทำการทดลองวัดปริมาตรมือด้วยการแทนที่น้ำ และได้ดูวิดีโอ”เสือไต่ถัง”ที่ใช้รถยนต์และมอเตอร์ไซต์วิ่งบนกำแพงเป็นวงกลมครับ เด็กๆอนุบาลสามได้เรียนรู้วิธีเล่นกลตั้งไข่และตั้งกระป๋องครับ

สำหรับเด็กประถม ผมเอาภาพดวงจันทร์ที่คุณอ้อภรรยาผมถ่ายเมื่อคืนวันจันทร์ที่ 8 กันยายน 2557 มาอวดครับ:

Moon on 20140908

ให้เด็กๆเห็นว่ากล้องดิจิตอลมีซูมสมัยนี้มันถ่ายรูปดวงจันทร์ได้ชัดพอสมควร

จากนั้นผมก็บอกว่าเวลาเราดูภาพดวงจันทร์เรามักจะเห็นลายบนผิวเป็นแบบนี้ตลอดเลย บางคนก็บอกว่าลายเหมือนกระต่าย  ผมบอกว่าดวงจันทร์ก็หมุนรอบตัวเองนะ คำถามก็คือว่าทำไมเราเห็นอย่างนี้ตลอด ทำไมมีลายเดิมตลอด

ผมบอกเด็กๆต่อว่าจริงๆแล้วดวงจันทร์หมุนรอบตัวเอง แต่หมุนด้วยความเร็วพอดีเป๊ะกับการโคจรรอบโลกทำให้หันด้านเดิมเข้าหาโลกเสมอ เรื่องนี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ แต่เป็นเพราะแรงโน้มถ่วงของโลกบิดดวงจันทร์ให้หันเข้าอย่างนี้เมื่อเวลาผ่านไปสักพัก (ศัพท์เทคนิคเรียกว่า Tidal Locking) ที่บิดได้เพราะความหนาแน่นของมวลดวงจันทร์ไม่เท่ากันเป๊ะๆทุกส่วนและดวงจันทร์ก็ไม่ใช่ทรงกลมที่เป๊ะๆด้วย แล้วผมก็เอาลูกโลกและกระป๋องกาวแทนดวงจันทร์มาทำวงโคจรให้เด็กๆดู โดยกระป๋องกาว (แทนดวงจันทร์) หมุนรอบตัวเองและโคจรรอบลูกโลกด้วยความเร็วการหมุนและการโคจรที่พอดีกันทำให้กระป๋องกาวหันหน้าด้านที่มียี่ห้อเข้าหาลูกโลกตลอดเวลา:

DSC02661

ดังนั้นตั้งแต่บรรพบุรุษเราเงยหน้าดูดวงจันทร์จนกระทั้งถึงประมาณ 50-60 ปีที่แล้ว เราไม่เคยเห็นอีกฟากหนึ่งของดวงจันทร์เลย เราได้เห็นก็เมื่อรัสเซียส่งยานอวกาศไปถ่ายรูปมาเมื่อปี 1959 เท่านั้นเอง ภาพของอีกฟากหนึ่งของดวงจันทร์เป็นอย่างนี้ครับ (ภาพจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Far_side_of_the_Moon#mediaviewer/File:Moon_Farside_LRO.jpg):

Moon_Farside_LRO

ส่วนภาพดวงจันทร์ที่หันเข้าหาโลกหน้าตาแบบนี้ครับ (ภาพจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Moon#mediaviewer/File:FullMoon2010.jpg):

ภาพดวงจันทร์ด้านที่หันเข้าหาโลก (http://en.wikipedia.org/wiki/Moon#mediaviewer/File:FullMoon2010.jpg)

เราจะเห็นว่าทั้งสองฟากมันดูแตกต่างกันมาก คือด้านไกลโลกมีหลุมอุกกาบาตเยอะแยะกว่า และด้านใกล้โลกดูเรียบๆกว่า ผมถามเด็กๆว่าใครจะทายไหมว่าเป็นเพราะอะไร

มีเด็กบางคนเดาว่าเพราะโลกคอยบังอุกกาบาตให้ ผมจึงชมว่าดีมากที่คิดถึงกรณีอย่างนี้ แต่ไม่น่าจะเป็นสาเหตุเนื่องจากโลกมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ คือถ้าโลกมีขนาดเท่ากับลูกโลกในห้องเรียนของเรา ดวงจันทร์ต้องอยู่ห่างไปสิบกว่าเมตร ทำให้โลกบังอะไรไม่ค่อยได้นักให้ดวงจันทร์ (ผมแสดงระยะห่างโดยถือกระป๋องกาวที่แทนดวงจันทร์ออกไปประมาณสิบเมตรให้เด็กๆเห็นระยะทางเปรียบเทียบกับขนาดลูกโลก)

ผมบอกเด็กๆว่านักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าที่ผิวดวงจันทร์ด้านใกล้โลกมันเรียบกว่าอีกด้านเพราะด้านใกล้มันร้อนกว่าอยู่นานพอสมควรเลยตั้งแต่เกิดดวงจันทร์ เพราะเราเข้าใจว่าดวงจันทร์เกิดจากส่วนหนึ่งของโลกเมื่อตอนมีอายุไม่มาก ถูกชนด้วยอุกกาบาตยักษ์ทำให้โลกแตกเป็นสองถึงสามส่วน แล้วส่วนที่ใหญ่ที่สุดก็เป็นโลก และส่วนที่เหลือกลายเป็นดวงจันทร์ ช่วงเวลาหลังจากนั้นโลกและดวงจันทร์ยังอยู่ใกล้กันมาก เมื่อเวลาผ่านไปไม่นาน (อาจไม่กี่เดือน) ดวงจันทร์ก็ถูกล็อคหันหน้าเข้าหาโลกข้างเดียวแล้ว ความร้อนจากโลกอาจจะฉายทำให้ด้านที่อยู่ใกล้โลกร้อนกว่า ทำให้มันเรียบๆกว่าอีกด้าน  แต่นี่ก็เป็นหนึ่งในไอเดียที่นักวิทยาศาสตร์พยายามเสนอมาเพื่ออธิบายความแตกต่างระหว่างสองฝั่งของดวงจันทร์ครับ

พอคุยกันเรื่องดวงจันทร์เสร็จ เด็กๆประถมก็ได้เรียนรู้เกี่ยวกับปริมาตรซึ่งเป็นขนาดวัดปริมาณความใหญ่ของสิ่งต่างๆ มีหน่วยเป็นลูกบาศก์ของหน่วยความยาว เช่น ลูกบาศก์เมตร์ ลูกบาศก์เซ็นติเมตร ลิตร หรือมิลลิลิตร (โดยหนื่งมิลลิลิตร (mL) เท่ากับหนึ่งลูกบาศก์เซ็นติเมตร (cc))

เด็กประถมต้นได้วัดปริมาตรของมือเขาโดยเอามือจุ่มไปในเหยือกที่มีมาตรวัดปริมาณน้ำข้างๆ ตอนแรกใส่น้ำไว้ 2000 cc พอใส่มือเข้าไป (ไม่ว่ากำหรือแบ) ระดับน้ำก็จะสูงขึ้นมา ให้เด็กๆทดลองและจดขนาดกันครับ

DSC02718 DSC02724

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมเอาเหยือกน้ำตั้งไว้บนตาชั่ง แล้วอาศัยความจริงที่ว่าแรงดันน้ำที่ทำกับมือเราเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ และน้ำหนึ่งกรัมมีขนาด 1 cc พอเราเอามือจุ่มลงไปน้ำหนักบนตาชั่งก็จะเพิ่มเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกมือเราแทนที่ ถ้าเพิ่มหนึ่งกรัมก็เท่ากับว่าถูกแทนที่ไปหนึ่ง cc ครับ

ยังงี้ครับ

DSC02815

พอเด็กๆได้ทดลองกันเสร็จ เด็กๆก็ได้ดีวิดีโอคลิป “เสือไต่ถัง” ที่เอารถและมอเตอร์ไซต์มาวิ่งในแอ่งกลมๆชันๆกันครับ ให้เขาสงสัยว่ามันเป็นอย่างนี้ได้อย่างไร 

 ผมจะหาการทดลองมาอธิบายเสือไต่ถังในโอกาสต่อๆไปครับ

สำหรับเด็กๆอนุบาลสาม ผมสอนให้เขาเล่นกลตั้งไข่และตั้งกระป๋องครับ

DSC07026 DSC07028วิธีตั้งไข่ก็ง่ายๆคือเอาเกลือป่นโรยเป็นกองเล็กๆบนโต๊ะเรียบ แล้วตั้งไข่ไปบนเกลือ แล้วเป่าเกลือที่เหลือออก ถ้าเป่าดีๆก็จะไม่เห็นเกลือที่ทำหน้าที่ค้ำยันไข่เป็นที่น่าอัศจรรย์ครับ

สำหรับวิธีตั้งกระป๋องเราก็ใส่น้ำเข้าไปในกระป๋องบ้าง ประมาณ 1/8 กระป๋อง  แล้วจับกระป๋องเอียงให้ก้นที่ตัดเฉียงๆของมันทาบกับพื้น น้ำจะเป็นตัวถ่วงให้มันตั้งอยู่ได้ครับ

พอผมสอนวิธีทำเสร็จ เด็กๆก็ทดลองตั้งกระป๋องกันครับ ไม่ได้ตั้งไข่เพราะกลัวไข่แตก

DSC_3930 DSC_3898

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

This slideshow requires JavaScript.

 

Leave a Reply

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