คลิปกระสุนเจาะเกราะ เกราะระเบิด การสั่น ของเล่นรถไฟเหาะ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปกระสุนเจาะเกราะสำหรับรถถัง เห็นประเภทใหญ่ๆสองประเภทคือแบบใช้พลังงานจลน์ของลูกดอกโลหะแข็งที่วิ่งเร็วมากๆ (1-2 กิโลเมตร/วินาที) และอีกแบบคือแบบหัวระเบิดที่โฟกัสโลหะให้เหลวและร้อนแล้วพุ่งเป็นลำเล็กๆละลายเกราะเข้าไป เด็กประถมปลายได้พยายามเดาว่าจะป้องกันกระสุนแบบหัวระเบิดอย่างไร และได้รู้จักเกราะระเบิด (reactive armor) ที่ป้องกันกระสุนหัวระเบิดได้ เด็กๆได้เริ่มเรียนรู้เรื่องการสั่นโดยสังเกตจากลวดเกาหัวและก้านลูกโป่งถ่วงดินน้ำมัน เด็กอนุบาลสามได้เล่นรถไฟเหาะจำลองทำจากลูกแก้วและท่อพลาสติก

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “เรียนรู้จากคลิปรถถัง เคลื่อนที่เป็นวงกลม พื้นที่สัมผัส ของเล่นรถไฟเหาะ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมให้ดูคลิปกระสุนรถถังเจาะเกราะสองแบบครับ (สัปดาห์ที่แล้วเด็กๆบอกว่าอยากเห็น)  แบบแรกเรียกว่าหัวเจาะเกราะด้วยพลังงานจลน์ (kinetic energy penetrator)ใช้วัตถุแข็งและความหนาแน่นสูงๆเช่นทังสเตนคาร์ไบด์ (tungsten carbide) หรือยูเรเนียมด้อยสมรรถนะ (depleted uranium, DU) ทำเป็นกระสุนแหลมๆยาวๆ หน้าตาคล้ายๆลูกดอกวิ่งไปด้วยความเร็วสูงมากๆ พุ่งทะลุเกราะต่างๆได้และทำให้เกิดความร้อนสูง เศษโลหะต่างๆจากการกระทบจะติดไฟ แบบที่สองคือแบบหัวระเบิด (high explosive anti tank, HEAT) ที่ระเบิดเมื่อกระทบและดันให้โลหะส่วนหัวของกระสุนหลอมเหลวและโฟกัสเป็นเส้นเล็กๆที่พุ่งทะลุเกราะด้วยความเร็วสูง คลิปเป็นอย่างนี้ครับ:

ผมถามเด็กประถมปลายว่าเราจะป้องกันกระสุนเจาะเกราะอย่างไรดี หลายๆคนบอกว่าทำเกราะให้หนาขึ้น บางคนบอกว่ามีเกราะหลายชั้น ผมเลยให้ดูคลิปเกราะแบบหนึ่งที่ป้องกันกระสุนหัวระเบิดได้ดีมาก:

เกราะแบบนี้เรียกว่า reactive armor ไอเดียคือมีแผ่นเกราะเล็กๆที่เป็นแซนวิชมีระเบิดตรงกลาง เมื่อกระสุนหัวระเบิดมาโดน เกราะจะระเบิดออกดันโลหะความเร็วสูงที่พุ่งมาจากกระสุนทำให้ไม่สามารถเจาะเกราะได้

ผมให้เด็กๆสังเกตกระสุนขนาด 20 มิลลิเมตรทะลุทะลวงแผ่นเหล็กด้วยครับ ให้เด็กๆเดาว่าทะลุกี่แผ่น ทำไมไฟแลบ (เศษโลหะร้อนพอจะติดไฟ) และรูในแผ่นเหล็กแต่ละแผ่นจะต่างกันไหม พอเดาเสร็จก็ดูคลิปที่หยุดไว้เพื่อเฉลยครับ:

หลังจากเด็กๆดูคลิปเสร็จแล้วเราก็เรียนรู้เรื่องการสั่นกันครับ ผมเอาลวดเกาหัวออกมาให้เด็กๆเล่นกัน:

ลวดเกาหัวมีลวดสั้นและลวดยาวอยู่ด้วยกันครับ ให้เด็กๆสังเกตดูว่าเวลาเราดีดให้ลวดยาวสั่นหนึ่งเส้น ลวดยาวอื่นๆจะสั่นตาม ส่วนลวดสั้นจะไม่สั่นตาม ในทางกลับกัน ถ้าเราดีดให้ลวดสั้นสั่นหนึ่งเส้น ลวดสั้นเส้นอื่นๆจะสั่นตามแต่ลวดยาวจะไม่สั่นตาม:

ตัวอย่างการสั่นครับ:

สิ่งต่างๆจะมีความถี่ที่มันสั่นตามธรรมชาติครับ ความถี่ธรรมชาติของลวดยาวและลวดสั้นไม่เท่ากัน เวลาเราดีดให้ลวดยาวสั่น ความถี่ของการสั่นไม่ตรงกับของลวดสั้น ทำให้ลวดสั่นไม่สั่นตาม แต่ลวดยาวเส้นอื่นๆที่มีความถี่ธรรมชาติเหมือนกันจะสั่นตามกัน

ผมถามว่าลวดยาวกับลวดสั้นอันไหนสั่นด้วยความถี่มากกว่ากัน เด็กมองไม่ทัน ผมเลยเอาแท่งพลาสติกก้านลูกโป่งมาถ่วงน้ำหนักด้วยดินน้ำมันให้แกว่งช้าลง แล้วดีดให้สั่นที่ความยาวก้านต่างๆครับ:

เด็กๆเห็นว่าก้านยาวๆจะสั่นที่ความถี่ต่ำกว่าก้านสั้นๆครับ

ผมให้เด็กๆทดลองเอาเส้นด้ายถ่วงดินนำ้มันเป็นลูกตุ้มด้วยครับ ให้เด็กๆสังเกตว่าความยาวเส้นด้ายมีผลกับความถี่ของการแกว่ง เด็กๆเห็นว่าถ้าเส้นด้ายสั้นความถี่การแกว่งจะสูง ถ้าเส้นด้ายยาวความถี่แกว่งจะต่ำครับ พบว่าดินน้ำมันหนักเบาไม่มีผลกับความถี่ครับ แต่ดินน้ำมันเบาจะหยุดสั่นเร็วกว่าดินน้ำมันหนัก

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับสอง ผมให้เล่นของเล่นรถไฟเหาะจำลองครับ เอาสายพลาสติกใสมาสมมุติว่าเป็นราง เอาลูกแก้วมาสมมุติว่าเป็นรถไฟ แล้วปล่อยลูกแก้วในสายพลาสติกจากที่สูงๆ เด็กๆสังเกตว่าลูกแก้วจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อตกลงสู่ที่ต่ำ (สำหรับเด็กโตๆหน่อยจะอธิบายว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์ สำหรับเด็กอนุบาลจะไม่อธิบายอะไรลึกครับ แค่ให้สังเกตว่าของตกลงมาจะมีความเร็ว ผมเคยบันทึกคำอธิบายที่ละเอียดขึ้นอยู่ที่ http://witpoko.com/?p=2465 ครับ)

ตัวอย่างวิธีเล่นครับ:

หลังจากเด็กๆเข้าใจว่าเล่นยังไง ก็แบ่งกลุ่มเล่นกันใหญ่ครับ:

One thought on “คลิปกระสุนเจาะเกราะ เกราะระเบิด การสั่น ของเล่นรถไฟเหาะ”

Leave a Reply

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