ความเร็วลมและความดันอากาศ วัดความต้านทานและแรงดันไฟฟ้า และตัดโฟมด้วยลวดไฟฟ้า

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “สูญญากาศมหัศจรรย์” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนเฟิร์น และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้สำหรับสำหรับเด็กอนุบาลและประถม 1-3 เราเล่นเลี้ยงลูกบอลด้วยลมโดยอาศัยหลักการเรื่องความเร็วลมและความดันอากาศกัน สำหรับประถม 4-6 เราหัดวัดความต้านทานไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าและตัดโฟมด้วยลวดไฟฟ้าร้อนๆกันครับ

สำหรับการทดลองเกี่ยวกับความเร็วลมและความดันอากาศ เราใช้หลักการที่ว่า โดยธรรมชาติของอากาศนั้น ถ้าอากาศไหลเร็วบริเวณไหน ความดันอากาศบริเวณนั้นจะต่ำลง ไม่ใช่สูงขึ้นอย่างที่คนส่วนใหญ่คิด วิธีทดลองง่ายที่สุดก็คือเอากระดาษมาวางจดริมฝีปากล่าง แล้วก็เป่าลมให้วิ่งผ่านเหนือแผ่นกระดาษเร็วๆ ลมเหนือกระดาษจะมีความเร็วสูงกว่าอากาศใต้กระดาษที่อยู่นิ่ง ความดันเหนือกระดาษจึงน้อยกว่าความดันใต้กระดาษ กระดาษจึงลอยขึ้น (ซึ่งขัดกับความคาดหมายของคนทั่วไปที่คิดว่าถ้าเราเป่าลมเหนือกระดาษ กระดาษน่าจะตกลง)

เป่าอย่างนี้ครับ แล้วกระดาษจะลอยขึ้น    

 
ต่อมาผมก็เอาเครื่องเป่าผมมาเลี้ยงลูกปิงปองให้เด็กๆดู เริ่มโดยเอาเครื่องเป่าผมที่ปรับให้ไม่ร้อนได้มาเป่าลมออกในแนวตั้ง แล้วก็เอาลูกปิงปองไปวางเบาๆในกระแสลม ลูกปิงปองจะลอยอยู่ได้ และที่มหัศจรรย์ก็คือเมื่อเราเคลื่อนเครื่องเป่าผมไปมา หรือเอียงไปมาเล็กน้อย ลูกปิงปองจะลอยตามเหมือนมีอะไรจับมันให้ติดไว้กับเครื่องเป่าผม เชิญดูคลิปการทดลองครับ:

นอกจากนี้เรายังสามารถเอาเครื่องเป่าลมแรงๆมาทำการทดลองเดียวกันกับลูกบอลเป่าลมขนาดใหญ่ๆได้ด้วยครับ:

เด็กๆป.1-3 ได้ประดิษฐ์ของเล่นจากหลอดพลาสติกเพื่อเลี้ยงลูกบอลที่ทำจากฟอยล์อลูมิเนียมด้วยครับ วิธีประดิษฐ์อยู่ในคลิปนี้ครับ:

เด็กๆทำเล่นกันเองครับ:

 
 
 
 
 

ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดจากธรรมชาติของอากาศ (และของไหลได้เช่นน้ำ) ที่ว่าที่ใดที่อากาศไหลเร็ว ความดันอากาศแถวนั้นจะน้อย ดังนั้นถ้าบริเวณอื่นที่อยู่รอบๆมีความดันอากาศมากกว่า ก็จะมีลมวิ่งจากที่ความดันมากเข้าหาที่ความดันน้อยกว่า (หลักการนี้เรียกว่าหลักการของเบอร์นูลลี) ในการเลี้ยงลูกบอลต่างๆด้วยลมนั้น เมื่อเราเป่าลมใต้ลูกบอล แรงลมก็จะผลักให้ลูกบอลลอยขึ้น ลมที่โดนด้านล่างของลูกบอลก็จะไหลเลียบลูกบอลด้านข้างๆขึ้นไปข้างบนในที่สุด ลมเหล่านี้วิ่งเร็วกว่าอากาศที่อยู่ห่างจากลูกบอล ความดันข้างๆใกล้ๆลูกบอลจึงต่ำกว่าความดันที่ห่างออกไป แรงดันที่มากกว่าในบริเวณรอบๆจึงผลักให้ลูกบอลลอยอยู่แถวบริเวณที่มีลมเป่าขึ้นเสมอ เราจึงสามารถ “เลี้ยง” ลูกบอลอยู่ได้นานๆ

หลังจากเด็กๆเล่นเลี้ยงลูกบอลกันพอใจแล้วผมก็ให้ดูวิดีโอคลิปคลาสสิคอันนี้ครับ เป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมความเร็วและทิศทางลมด้วยคอมพิวเตอร์ สามารถเลี้ยงลูกบอลได้เก่งมาก:

สำหรับเด็กป.3-6 ผมให้เด็กๆทดลองใช้เครื่องวัดมัลติมิเตอร์ (Multimeter) เพื่อปูฐานเรื่องไฟฟ้าที่เราจะเรียนกันต่อไป วันนี้เด็กๆได้รู้จักว่ามีสิ่งที่เรียกว่าความต้านทานไฟฟ้า (Electrical Resistance) ซึ่งวัดว่ากระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านวัสดุต่างๆได้ยากง่ายแค่ไหน ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านของชิ้นหนึ่งได้ยาก เราก็เรียกมันว่าฉนวน (Insulator) ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านของชิ้นหนึ่งได้ง่ายๆ เราก็เรียกมันว่าตัวนำไฟฟ้า (Conductor) หน่วยของความต้านทานเรียกว่าโอห์ม (Ohm) และใช้ตัวอักษรโอเมก้า (Ω) เป็นสัญญลักษณ์

เด็กๆได้ทดลองวัดความต้านทานของโลหะ ลวดยาวๆต่างกัน และดินเหนียวรูปร่างและขนาดต่างๆ (ขอบพระคุณครูเจนที่เสนอให้ทดลองกับดินเหนียวครับ)

 
 
 
 
 
 

แต่สิ่งที่เด็กๆชอบเล่นมากกว่าเครื่องวัดก็คือเครื่องตัดโฟมครับ เครื่องตัดโฟมมีลวดไนโครม (Nichrome) ที่เกิดจากการผสมกันระหว่างนิเกิลกับโครเมียม มีความต้านทานสูงสำหรับโลหะ และทนความร้อนได้สูง เมื่อเราปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านลวดไนโครม มันจะร้อนมากพอที่จะละลายโฟมได้ เด็กๆได้เล่นเครื่องตัดโฟมที่ใช้พลังงานถ่านไฟฉายกับลวดไนโครมยาวประมาณสองนิ้วตัดโฟมกันใหญ่ครับ:

 
 
 
 

ธรรมชาติของตัวนำไฟฟ้าก็คือเมื่อเราปล่อยกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านมัน มันจะร้อนขึ้น หลอดไฟไส้ก็ใช้หลักการนี้ โดยที่หลอดไฟมีขดลวดทังสเตนที่ร้อนมากเมื่อมีกระแสไฟวิ่งผ่าน ร้อนจนเปล่งแสงออกมาให้เราใช้ได้:

สำหรับเด็กอนุบาล ผมให้ทดลองเลี้ยงลูกปิงปองด้วยเครื่องเป่าผมกันครับ และผมสาธิตเลี้ยงลูกบอลใหญ่ด้วยเครื่องเป่าลมให้ดู:

 
 
 
 

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7 thoughts on “ความเร็วลมและความดันอากาศ วัดความต้านทานและแรงดันไฟฟ้า และตัดโฟมด้วยลวดไฟฟ้า”

  1. Dear Khun Ko,

    I found your blog via Baanpathomtham website and I really like your hands-on approach to science. I am trying to contact the home school group to see if we can be part of this exciting learning community.
    Your blog also reminded us of this website which may have some useful ideas for other activities/experiments with the children:
    http://www.arvindguptatoys.com/toys.html
    Regards,
    Phanwadee Khananusapkul

  2. พี่ Ko ครับอยากรบกวนสอบถามนิดนึงว่า อุปกรณ์ตัดโฟมที่เป็นลวดแล้วใส่ถ่านตัวสีฟ้ากับเหลือเล็กๆสามารถหาชื้อได้ที่ไหนบ่างครับ ขอบคุณครับ

Leave a Reply

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