อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ https://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ

(คราวที่แล้วเรื่อง “ทดลองเอาน้ำและน้ำมันพืชใส่เตาไมโครเวฟ และเริ่มทดลองเรื่องโมเมนตัม” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ (กลุ่มบ้านเรียนเฟิร์นติดธุระเลยไม่ได้มาวันนี้ครับ) วันนี้เด็กอนุบาลสามได้ดูของเล่นเรือป๊อกแป๊ก เด็กประถมทั้งต้นและปลายได้ดูวิดีโอคลิปว่าผู้วิเศษหลอกลวงชาวบ้านอย่างไร ได้ดูการทดลองที่เอามือเปียกจุ่มไปในตะกั่วเหลวที่ร้อนมากๆแต่ไม่เป็นอันตรายเพราะไอน้ำทำตัวเป็นฉนวนความร้อนป้องกันมือตามปรากฏการณ์ Leidenfrost Effect เด็กประถมปลายได้เริ่มเรียนเรื่องปริมาณการเคลื่อนที่ (โมเมนตัม) และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันครับ

สำหรับเด็กประถม ก่อนอื่นผมถามว่าใครเล่นเป่ายิงฉุบไม่เคยแพ้บ้าง แล้วให้เด็กๆลองเป่ายิงฉุบกัน ปรากฏว่าไม่มีใครชนะตลอด ผมเลยบอกว่าแต่จริงๆมีหุ่นยนต์ที่เป่ายิงฉุบไม่เคยแพ้ดังในคลิปนี้:

วิธีทำก็คือหุ่นยนต์โกงครับ มันมีกล้องที่มองว่ามือคนออกมาเป็นแบบไหนแล้วมันสามารถสั่งการให้มือของมันทำงานในหนึ่งส่วนพันวินาทีต่อมา (หรือเร็วกว่าคนกระพริบตาเป็นสองสามร้อยเท่า) คนจึงแพ้ตลอด เด็กชายธีธัชถามว่าถ้าเอาหุ่นยนต์แบบนี้สองตัวมาสู้กันใครจะชนะ ผมบอกว่าผมก็ไม่รู้เหมือนกัน มันอาจจะออกเป็นค้อนตลอดก็ได้

เด็กๆได้ดูวิดีโอคลิปเปิดโปงการหลอกลวงเรื่องเอามือจุ่มน้ำมันเดือดๆครับ ความจริงมันอาศัยปรากฏการณ์ที่ว่าน้ำมันมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ น้ำมันจึงลอยเหนือน้ำ อีกทั้งน้ำมันมีจุดเดือดสูงกว่าน้ำเวลาเอาน้ำผสมน้ำมันไปต้ม น้ำจึงเดือดเป็นไอน้ำลอยปุดๆผ่านน้ำมันทำให้ดูเหมือนว่าน้ำมันเดือดทั้งๆที่มันอุ่นๆเท่านั้น คนที่มาหลอกลวงจึงสามารถเอามือจุ่มไปในน้ำมันได้ คลิปวิดีโออธิบายคืออันนี้ครับ:

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปคนลอยได้อันนี้ครับ:

พวกนี้เขาหลอกคนดูครับ วิธีทำดูได้จากในคลิปต่อไปนี้:

จริงๆไม้เท้ามันเป็นแกนเหล็กที่ต่อกับที่นั่ง ส่วนที่เชื่อมต่อมันถูกบังด้วยแขนเสื้อและเสื้อผ้าของคนที่ลอยอยู่ครับ

ผมบอกเด็กๆว่าในโลกมีคนหลอกลวงเป็นผู้วิเศษเยอะ จริงๆแล้วมันเป็นกล อย่าไปเชื่ออะไรง่ายๆ ให้พยายามหาว่ากลทำอย่างไรจะได้ไม่ถูกหลอก

จากนั้นเราได้ดูคลิปการทดลองจริงๆที่ว่าเราสามารถเอามือของเราไปจุ่มในตะกั่วเหลวร้อนๆได้หรือไม่ ถ้าได้ทำอย่างไร

ปรากฏว่าทำได้ครับถ้าตะกั่วเหลวนั้นร้อนมากๆ (ตะกั่วเริ่มเป็นของเหลวที่ประมาณ 330 องศาเซลเซียส ในการทดลองเขาต้มตะกั่วจนร้อนประมาณ 450 องศาเซลเซียส) แล้วเอามือจุ่มน้ำให้เปียก แล้วจุ่มลงไปในตะกั่วแป๊บเดียวแล้วดึงออก (ถ้าตะกั่วไม่ร้อนมากพอ เวลาเอามือไปจุ่ม ตะกั่วจะเย็นลงพอที่จะเป็นของแข็งแล้วติดนิ้วขึ้นมาทำให้เป็นอันตราย)

สาเหตุที่สามารถจุ่มนิ้วเข้าไปในตะกั่วเหลวร้อนมากๆแล้วไม่เป็นอันตรายก็เพราะน้ำที่ติดนิ้วอยู่จะโดนความร้อนจากตะกั่วจนกลายเป็นไอน้ำ เจ้าไอน้ำจะเป็นตัวกั้น เป็นฉนวนความร้อนป้องกันไม่ให้ความร้อนจากตะกั่วทำอันตรายนิ้วได้ แต่ถ้าแช่ไว้นานๆน้ำก็จะระเหยเป็นไอหมดและนิ้วก็จะไหม้ได้

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

นอกจากนี้มีคนทดลองหยดน้ำบนพื้นกระทะที่หยักเป็นรูปฟันเลื่อยแทนที่จะเป็นแผ่นแบนราบ ผมวาดรูปให้ดูให้เด็กๆทายว่าหยดน้ำจะเป็นอย่างไร จะอยู่เฉยๆ หรือขยับไปทางไหน

ภาพมุมขวาบนคือภาพหยดน้ำบนกระทะที่เป็นฟันเลื่อยครับ

เด็กๆก็เดากันว่ามันจะเคลื่อนที่แหงๆเลย แต่บอกไม่ตรงกันว่าเคลื่อนที่ไปทางซ้ายหรือขวา เราจึงดูวิดีโอคลิปการทดลองครับ:

ตกลงหยดน้ำวิ่งสวนซี่ฟันเลื่อยครับ ในวิดีโอเขายังเอาแผ่นโลหะที่เป็นฟันเลื่อยในทิศทางต่างๆกันมาต่อกันเป็นทางให้หยดน้ำวิ่งไปมาน่าดูด้วย

สำหรับเด็กประถมต้น ผมอธิบายข่าวเรื่องการพิมพ์เนื้อเยื่อ (กระดูกอ่อน) ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติด้วยครับ

เทคโนโลยีพิมพ์เนื้อเยื่อช่วยชีวิตหนูน้อยคนนี้ครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมคุยกันต่อเรื่องโมเมนตัมหรือปริมาณการเคลื่อนที่ ให้ทดลองเอามือกดโต๊ะ กดพื้น ผลักกัน โยนลูกบอลใส่กัน เอาลูกเหล็กชนกัน และเล่นปืนเก๊าซ์แบบมีลูกปืน BB พลาสติกวางไว้ข้างหน้ากัน ในที่สุดเราสรุปสิ่งที่ไอแซค นิวตันค้นพบเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ดังนี้:

1. สิ่งของต่างๆจะอยู่เฉยๆ หรือเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆเป็นเป็นเส้นตรงด้วยความเร็วเท่าเดิมถ้าไม่มีอะไรไปทำอะไรมัน

2. ปริมาณการเคลื่อนที่ (โมเมนตัม = ผลคูณของมวลกับความเร็ว) จะเปลี่ยนได้ก็เมื่อมี “แรง” มาทำให้มันเปลี่ยน อัตราการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมคือแรง

3. เมื่อวัตถุ A ไปออกแรงกับอีกวัตถุ B วัตถุ B ก็จะออกแรงกับวัตถุ A ด้วย ด้วยแรงขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้าม

ผมอยากให้เด็กๆได้ฟังไว้แต่ไม่ได้หวังว่าเขาจะรู้เรื่องเยอะๆครับ กะว่าจะให้ทำการทดลองเรื่องต่างๆต่อไปในอนาคตแล้วจะเอามาเชื่อมโยงกับกฎเหล่านี้

ทดลองเอาลูกเหล็กชนกัน

ทดลองกดพื้น รู้สึกแรงที่พื้นดันมือเรา

ทดลองกดโต๊ะ รู้สึกที่โต๊ะดันมือเรา

โยนลูกบอล รู้สึกถึงแรงที่ลูกบอลผลักเราไปข้างหลัง

โยนลูกบอล รู้สึกถึงแรงที่ลูกบอลผลักเราไปข้างหลัง

สำหรับเด็กๆอนุบาลสาม ผมก็เอาของเล่นที่ผมซื้อมาจากเกาะเกร็ดมาให้เด็กๆดูกัน ของเล่นนี้เรียกว่าเรือป๊อกแป๊ก (Pop-pop Boat) ที่เป็นเรือที่มีหม้อน้ำเล็กๆต่อท่อออกมาลงน้ำนอกเรือสองท่อเพื่อขับดันเรือ วิธีิเล่นก็คือใส่น้ำเข้าไปในท่อใดท่อหนึ่งเข้าไปในหม้อน้ำจนล้นออกมาอีกท่อหนึ่ง เอามืออุดท่อไว้ไม่ให้น้ำออก จากนั้นก็เอาเทียนเล็กๆไปใส่ในเรือเพื่อลนไฟหม้อน้ำให้น้ำเดือด เมื่อน้ำบางส่วนเดือดเป็นไอ ไอจะขยายตัวและดันน้ำในท่อให้พุ่งออกมาเป็นแรงขับดันเรือ เมื่อไอขยายตัวมันจะเย็นลงแล้วหดตัวดูดน้ำจากนอกเรือเข้าไปในท่อและหม้อน้ำอีก แล้วน้ำก็จะเดือดเป็นไออีก ดันน้ำให้พุ่งอีก อย่างนี้ไปเรื่อยๆ ขณะเรือวิ่งจะมีเสียงป๊อกแป๊กไปเรื่อยๆจากการที่น้ำเดือดแล้วทำให้ผนังหม้อน้ำขยับ สมัยผมเป็นเด็กเรือจะเป็นสังกะสี ลำที่เอามาให้เด็กๆดูนี้ซื้อมาจากเกาะเกร็ด ราคาประมาณ 15-20 บาท สมัยนี้ตัวเรือทำด้วยพลาสติก หม้อน้ำทำด้วยอลูมิเนียม ท่อทำด้วยทองแดง 

สำหรับผู้ที่สนใจจะสร้างเรือป๊อกแป๊กเล่นเอง มีวิธีทำอยู่ที่นี่ครับ 

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ