เชือกพันหลัก (แรงเสียดทานจะเพิ่มตามรอบที่พันแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล) และถุงพลาสติกมหัศจรรย์

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “แรงต้านอากาศ กระดาษเต้นระบำ วิทย์ที่ดอยอ่างขาง หลอดและไฟฟ้าสถิต” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เด็กประถมต้นได้ดูวิดีโอเครื่องบินโดรนที่บินได้และคลานไปตามพื้นได้ ได้ทายว่าอะไรระหว่างวิปครีม ไอศครีม ซอสช็อคโกแลต และพุดดิ้ง สามารถกันกระสุนปืนลูกซองได้ และได้ทดลองพันเชือกกับท่อให้รู้สึกว่าความฝืดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เด็กประถมปลายได้ดูวิดีโอเกราะลูกบอลเซรามิคแบบใหม่จากสวีเดน และได้ทดลองวัดความฝืดเทียบกับจำนวนรอบที่เพิ่มขึ้น สำหรับเชือกลูกเสือและท่อ PVC พบว่าความฝืดเพิ่มขึ้นประมาณ 3 เท่าเมื่อรอบที่พันเพิ่มขึ้นหนึ่งรอบ เด็กอนุบาลสามได้เล่นกลมหัศจรรย์ของถุงพลาสติกใส่น้ำ ที่สามารถเอาดินสอไปจิ้มให้ทะลุแต่น้ำไม่ไหลออกมา

ก่อนอื่นผมให้เด็กอนุบาลสามดูวิดีโอโตรนประหลาดที่บินและคลานได้ครับ:

ผมพยายามให้เด็กๆได้เห็นสิ่งประดิษฐ์แปลกๆเรื่อยๆเผื่อเด็กๆจะคิดประดิษฐ์อะไรเองในอนาคตครับ

ต่อไปเด็กๆก็ได้ดูวิดีโอนี้ ให้ทายว่าวิปครีม ไอศครีม ซอสช็อคโกแล็ต และพุดดิ้ง อันไหนจะป้องกันกระสุนลูกซองไม่ให้ทะลุผ่านไปได้:

 ปรากฎว่าพุดดิ้งกันกระสุนลูกซองได้ครับ สาเหตุที่เป็นอย่างนั้นก็เพราะพุดดิ้งมีส่วนประกอบที่เป็นแป้งข้าวโพดละลายน้ำอยู่เยอะ พอบอกเด็กๆว่ามีแป้งข้าวโพด เด็กๆก็เข้าใจว่าทำไมถึงกันกระสุนได้ เพราะเคยเล่นกับแป้งข้าวโพดผสมน้ำไปแล้ว เมื่อโคลนที่ทำจากแป้งข้าวโพดอยู่เฉยๆมันจะเหลวๆ แต่เมื่อมีอะไรที่มีความเร็วมากระทบ มันจะแข็งตัวเป็นของแข็ง พุดดิ้งเมื่อถูกกระสุนกระทบจึงกลายเป็นของแข็งต้านไว้ไม่ให้กระสุนวิ่งผ่านไปได้

ต่อจากนั้นเด็กๆก็ได้ทดลองเล่นกับเชือกหลายๆชนิดพันท่อ PVC และท่อโลหะ ผมถ่วงน้ำหนักเชือกด้านหนึ่งไว้ด้วยดินน้ำมัน 70  กรัม แล้วเอาเชือกไปพาดบนท่อ เด็กๆพบว่าเมื่อไม่พันเชือกรอบท่อ จะสามารถดึงเชือกได้อย่างง่ายดาย พอพันหนึ่งรอบก็จะดึงยากขึ้น พันสองรอบก็ยากขึ้นไปอีก พันสามรอบก็ยากขึ้น พอพันไปสี่ห้าหกรอบก็ไม่สามารถดึงให้ขยับได้แล้ว เด็กๆบันทึกจำนวนรอบที่พันหลักแล้วไม่สามารถดึงเชือกให้ขยับไว้ในตารางอย่างนี้ครับ:

DSC05622สำหรับเด็กประถมปลาย เด็กๆได้ทดลองวัดความฝืดของเชือกด้วยครับ ทำการทดลองแบบประถมต้นแต่แทนที่จะดึงด้วยมือ ก็เอาเครื่องชั่งน้ำหนักแบบมีตะขอมาเกี่ยวดึงปลายเชือกจะได้รู้ว่าต้องใช้แรงเท่าไรจึงจะชนะความฝืดของเชือกที่พันจำนวนรอบต่างๆได้ ลองดูคลิปสรุปนะครับ:

เมือจำนวนรอบที่พันมากขึ้น ความฝืดของเชือกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วครับ
เมือจำนวนรอบที่พันมากขึ้น ความฝืดของเชือก (แกนตั้ง) เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วครับ
ถ้าดูแกนความฝืด (แรงที่ดึงจนเชือกขยับ) เป็นแบบ log จะเห็นจุดเรียงเป็นเส้นตรงมีความชัน 2.9 ครับ แปลว่าจำนวนรอบที่พันเพิ่มหนึ่งรอบ ความฝืดเพิ่ม 2.9 เท่า
ถ้าดูแกนความฝืด (แรงที่ดึงจนเชือกขยับ) เป็นแบบ log จะเห็นจุดเรียงเป็นเส้นตรงมีความชัน 2.9 ครับ แปลว่าจำนวนรอบที่พันเพิ่มหนึ่งรอบ ความฝืดเพิ่ม 2.9 เท่า

นอกจากนี้เด็กประถมปลายยังได้ดูคลิปพุดดิ้งกันกระสุน และได้เห็นแผงเกราะชนิดใหม่ทำโดยบริษัท SAAB ในสวีเดนที่ประกอบไปด้วยลูกบอลเซรามิกเล็กๆ เกราะสามารถกันกระสุนปืนกลตั้งแต่เล็กไปจนถึงปืนกลแบบติดบนรถถังเลยครับ:

สำหรับเด็กๆอนุบาลสาม ผมให้เล่น “ถุงพลาสติกมหัศจรรย์ครับ” วิธีเล่นก็คือเอาถุงพลาสติกแบบที่เรียกว่าถุงร้อนมาใส่น้ำ รัดปากถุงกันน้ำหก แล้วก็เอาดินสอหรือแท่งอะไรแหลมๆมาจิ้มมันครับ จะพบว่าดินสอสามารถทะลุเข้าไปแต่น้ำจะไม่รั่วไหลออกมาถ้าเราไม่ดึงดินสอออก สาเหตุที่น้ำไม่ไหลออกมาก็เพราะคุณสมบัติของพลาสติก พลาสติกมีหลายชนิด ถ้าเรามองขยายมากๆ เราจะเห็นส่วนประกอบของพลาสติกเป็นเส้นๆ บางชนิดมีกิ่งเยอะแยะ เส้นเล็กๆเหล่านี้เกาะติดกันอย่างเหนียวแน่น เมื่อเราค่อยๆแทงถุงช้าๆ เส้นเล็กมีเวลาที่จะคลายตัวทำให้เนื้อพลาสติกขยาย เมื่อเน้ือพลาสติกขยายตัวจนทนไม่ไหวแล้ว ดินสอก็จะทะลุเข้าไปแต่เนื้อพลาสติกที่ขยายรอบๆดินสอจะติดกับตัวดินสอ ทำให้น้ำไม่สามารถไหลออกมาได้ครับ

เด็กๆได้ทดลองจิ้มถุงกันเองทุกคนครับ เป็นที่เฮฮามาก

 ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

One thought on “เชือกพันหลัก (แรงเสียดทานจะเพิ่มตามรอบที่พันแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล) และถุงพลาสติกมหัศจรรย์”

Leave a Reply

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