เปิดไวน์ด้วยความร้อนเย็น การตกของลูกบอล ยิงยังไงให้ล้ม เมฆในขวด

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “ทำไงให้กระดาษไปไกลสุด โฮโมโพลาร์มอเตอร์ความเร็วต่ำ เมฆในขวด” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้ เด็กประถมได้ดูการเปิดขวดไวน์ด้วยความร้อน/เย็นไปทำให้คอขวดหลุดออก เด็กประถมต้นได้สังเกตการตกของลูกเทนนิส ลูกปิงปอง ลูกบาส ได้เห็นผลของการหมุนต่อการเคลื่อนที่ของลูกปิงปอง และได้เห็นว่าถ้าเราปาลูกบอลให้เร็วขึ้นเรื่อยๆจะเกิดอะไรขึ้น เด็กประถมปลายได้ทดลองยิงกล่องกระดาษแข็งให้ล้มด้วยหนังยางและกระสุนที่ทำจากกระดาษแบบต่างๆ ได้สังเกตว่าโดนกล่องตรงไหนจะล้มง่าย กระสุนควรมีน้ำหนักมากหรือน้อย และใช้หนังยางแค่ไหนดี เด็กอนุบาลได้เล่นเมฆในขวดที่เกิดจากไอน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ควบแน่นอย่างรวดเร็วเมื่อความดันในขวดลดลงครับ

สำหรับเด็กประถมทั้งต้นและปลาย ได้ดูคลิปวิดีโอการเปิดขวดไวน์ด้วยเหล็กคีบร้อนๆและน้ำเย็นครับ:

เด็กๆสนใจกันมากครับ เพราะเป็นของแปลกที่ไม่เคยเห็นมาก่อน หลักการก็คือการขยายตัวของแก้วเมื่อร้อน และการหดตัวของแก้วเมื่อเย็นครับ  การทำให้แก้วร้อนแล้วเย็นเร็วๆจะทำให้แก้วแตกครับ บอกเด็กๆให้ระวังเวลาเทน้ำร้อนลงแก้ว หรือใส่น้ำแข็งในแก้วร้อนๆ ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเร็วไปมันจะแตกหรือร้าวได้ครับ

ผมให้ดูคลิปภาชนะแก้วที่ไปอบให้ร้อนๆแล้วราดด้วยน้ำเย็นด้วยครับ เป็นหลักการเดียวกัน:

จากนั้นเด็กประถมต้นก็ได้สังเกตลูกบาส ลูกเทนนิส ลูกปิงปองที่ผมโยนด้วยกันครับ เด็กสังเกตเห็นว่าลูกปิงปองและลูกบาสตกลงใกล้กว่าลูกเทนนิส แต่ผมยังไม่ได้ถามต่อว่าเป็นเพราะอะไร (คือจะเป็นผลจากแรงต้านอากาศที่มีต่อลูกบอลขนาดและผิวต่างๆกัน และมวลของลูกบอล)

ผมถามเด็กๆว่าเส้นทางที่ลูกเทนนิสวิ่งเป็นรูปครึ่งวงกลมหรือเปล่า เด็กๆบอกได้ว่าไม่ใช่ครึ่งวงกลมแน่ๆ ผมลองวาดรูปพาราโบล่าให้เด็กๆดู เด็กๆบอกว่าเส้นทางหน้าตาน่าจะเป็นแบบนี้

ผมเอาหนังยางออกมายิงกระสุนกระดาษที่พันแน่นๆแล้วงอเป็นรูปตัว V กระสุนวิ่งออกไปเร็วมาก เด็กๆมองไม่ทัน แต่ผมยิงเข้าใส่กำแพงและให้เปรียบเทียบว่ากระสุนตกลงต่ำกว่าระดับที่ผมยิงไหม เด็กๆเห็นว่ามันตกลง ผมลองยิงกระสุนด้วยความเร็วต่ำๆไปจนสูงๆ เด็กๆจะเห็นว่าเมื่อความเร็วต้นต่ำ กระสุนจะตกใกล้ๆ เมื่อความเร็วต้นสูง กระสุนจะตกไกลๆ

ผมเอาลูกเทนนิสวางบนมือซ้าย แล้วใช้มือขวาตีมันในแนวนอน ให้เด็กๆสังเกตเส้นทางที่ลูกเทนนิสตกลงสู่พื้น ถ้าตีแรงมันก็ไปตกไกล ถ้าตีเบามันก็ไปตกใกล้ ผมถามว่าถ้าเราตีให้ลูกเทนนิสวิ่งเร็วมากๆจะเกิดอะไรขึ้น เด็กๆเดาว่ามันก็ต้องไปไกลขึ้นเรื่อยๆน่ะสิ ผมบอกว่าแต่ถ้าไปไกลๆผิวโลกมันจะโค้งหนีนะ ถ้าไปไกลพอมันจะโค้งรอบโลกได้เลย (ถ้าไม่มีแรงต้านอากาศนะครับ) ผมเลยกล่าวคร่าวๆว่าแขนเราขว้างให้ของวิ่งเร็วๆแบบนั้นไม่ได้หรอก แต่จรวดน่ะทำได้ และนั่นเป็นวิธีส่งของไปโคจรรอบโลกในอวกาศนั่นเอง

วาดโดยน้องเกน ป.1 ครับ
ของวิ่งเร็วๆจะเกิดอะไรขึ้น วาดโดยน้องเกน ป.1 ครับ

ต่อจากนั้นผมก็เอาลูกปิงปองมาทำให้หมุนในทิศทางต่างๆ เด็กๆจะเห็นว่าลูกที่มีท็อปสปินจะโค้งลงเร็วมาก ลูกที่มีอันเดอร์สปินจะลอยๆ ถ้าทำให้หมุนข้างๆ มันก็จะโค้งตามทิศทางของสปิน ผมจะเอามาเชื่อมกับวิดีโอนี้ในคราวหน้าครับ:

พอถึงตอนนี้เวลาก็หมดพอดี เราเลยหยุดไว้แค่นี้ก่อนครับ ภาพบรรยากาศครับ (อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ):

สำหรับประถมปลาย ผมเอากล่องกระดาษแข็งขนาดต่างๆกันมาวางเป็นเป้า แล้วเอาหนังยางยิงกระสุนที่ทำจากกระดาษม้วนแน่นๆแล้วงอเป็นตัว V ครับ ยิงโดนเป้าแต่ไม่ล้ม จากนั้นผมก็ให้โจทย์เด็กๆว่าให้หาทางออกแบบกระสุนและวิธีใช้หนังยาง และบริเวณที่เล็งบนกล่อง ว่าทำอย่างไรให้กล่องล้มครับ

เด็กๆพบอย่างรวดเร็วว่ากล่องที่สูงๆและแบนๆล้มง่ายกว่ากล่องเตี้ยๆและหนา พบว่าถ้าทำให้กระสุนหนักๆโดยเพิ่มกระดาษ หรือมัดยางเข้ากับกระสุนให้หนักๆ จะมีผลให้กล่องล้มง่ายขึ้น แต่กระสุนที่หนักขึ้นก็ต้องใช้จำนวนหนังยางที่มากขึ้นเพื่อขับเคลื่อน

เด็กๆพบว่าหนังยางที่ต่อกันยาวๆจะต้องยึดให้มากๆเพื่อให้แรงส่งเท่าเดิม แต่ก็จะง่ายขึ้นในการเล็ง เพราะมีแนวยาวขึ้นให้เล็งสู่เป้า

Innovation การถ่วงกระสุนให้หนักด้วยหนังยางครับ
Innovation การถ่วงกระสุนให้หนักด้วยหนังยางครับ

เด็กๆเล่นกันอย่างสนุกสนานมากครับ มีการพัฒนารูปแบบการใช้หนังยางและแบบกระสุนอย่างรวดเร็ว

หลังจากเล่นเสร็จ ผมถามเด็กๆว่าทำไมยิงที่สูงๆของกล่องแล้วกล่องล้มง่ายกว่าล่ะ เด็กๆบอกว่าถ้ายิงกลางๆ กล่องจะขยับไปข้างหลัง ถ้ายิงข้างบน มันจะหงายหลังง่าย ผมจึงเชื่อมโยงกับการเปิดประตูหมุนที่เปิดง่ายเมื่อเราผลักให้ไกลๆจากจุดหมุน เด็กๆก็เข้าใจกันครับ

ภาพบรรยากาศครับ (อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ):

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับสองโรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิ ผมก็ไปทำกิจกรรมเดียวกับสามทับหนึ่งเมื่อสัปดาห์ที่แล้วครับ คือทำเมฆในขวด:

หลักการทำงานก็คือเมื่อเราอัดอากาศให้มีความดันเพิ่มขึ้น อุณหภูมิอากาศจะสูงขึ้น ในทางกลับกัน ถ้าเราให้อากาศขยายตัว อุณหภูมิของมันก็จะต่ำลง ถ้าเราสามารถให้อากาศขยายตัวอย่างรวดเร็วให้ความดันลดอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิมันก็จะลดลงอย่างรวดเร็วเช่นกันครับ หลักการนี้ทำให้เราสามารถใช้สร้างเมฆในขวดได้ โดยเราเอาน้ำเย็นหรือแอลกอฮอล์ใส่ขวดใส อัดอากาศเข้าไปให้ความดันสูงๆ แล้วเปิดปากขวดให้อากาศวิ่งออก ความดันข้างในก็จะลดลง อุณหภูมิลดลง ไอน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ก็จะควบแน่นกลายเป็นละอองเล็กๆลอยอยู่ในขวด เป็นเมฆหมอกให้เราเห็น

หลังจากนั้นเด็กๆก็ช่วยกันอัดอากาศสร้างเมฆกันทุกคนครับ

ภาพบรรยากาศครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ:

 

2 thoughts on “เปิดไวน์ด้วยความร้อนเย็น การตกของลูกบอล ยิงยังไงให้ล้ม เมฆในขวด”

  1. In elementary school, we played with a version of the magnus effect using cheap plastic pens, shooting the pen bodies (light plastic tubes) with a spin to get them to glide across the room. I will demonstrate next time we are at school together.

Leave a Reply

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