ดูการ์ตูนการแกว่งลูกตุ้ม ดูสะพานแขวนพัง และเล่นแก้วน้ำร้องเพลง

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “(พยายาม)ติดตั้งลูกตุ้มความยาวต่างๆให้มันแกว่งสวยๆ” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและกลุ่มบ้านเรียนเฟิร์นมาครับ วันนี้เราดูวิดีโออนิเมชั่นของการแกว่งลูกตุ้มที่เราพยายามติดตั้งเมื่อครั้งที่แล้ว ดูการสั่นและพังของสะพาน และเอานิ้วถูปากแก้วให้เกิดการกำทอนมีเสียงดังครับ

เมื่อสัปดาห์ที่แล้วเด็กๆได้วัดความยาวลูกตุ้มให้มีความยาวต่างๆกันแล้วเอามาแขวนเรียงกันให้แกว่งเป็นรูปสวยงาม เนื่องจากความละเอียดในการวัดและการแขวนของเรามีไม่มากนัก รูปแบบการแกว่งของเราจึงสวยงามในระยะแรกๆแต่จะไม่สวยเมื่อเวลาผ่านไปสักพักครับ ผมจึงเอาภาพจำลองการแกว่งที่วาดด้วยคอมพิวเตอร์มาให้เด็กๆดูว่าถ้าเราทำการทดลองได้ละเอียดมากขึ้น การแกว่งจะสวยขึ้นอย่างไร:

วิดีโอข้างบนคือภาพลูกตุ้มความยาวขนาดต่างๆกันที่แกว่ง 51, 52, 53, … , 65 คร้้งต่อหน่วยเวลาใช้คำสั่ง Mathematica วาดดังนี้ครับ:

Animate[
 Show[
  Graphics[Line[{{-Pi/10, 0}, {Pi/10,0}, {Pi/10, -0.4}, {-Pi/10, -0.4}, {-Pi/10,0}}]],
  Graphics[Flatten[
    Table[{Disk[9.8/(2 Pi k/60)^2 {Sin[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]], -Cos[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]]},0.01],
      Line[{{0, 0},9.8/(2 Pi k/60)^2 {Sin[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]], -Cos[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]]}}]}, {k, 51, 65}]]
   ]
  ]
 , {t, 0, 60}]

เนื่องจากเราสามารถสั่งให้คอมพิวเตอร์วาดให้ดูได้ง่ายๆ เราก็เลยเพิ่มจำนวนลูกตุ้มเป็น 70 ลูกเสียเลย:

ภาพลูกตุ้มความยาวขนาดต่างๆกันที่แกว่ง 51, 52, 53, … , 120 ครั้งต่อหน่วยเวลา ใช้คำสั่ง Mathematica วาดดังนี้ครับ:

Animate[
 Show[
  Graphics[
   Line[{{-Pi/10, 0}, {Pi/10,0}, {Pi/10, -0.4}, {-Pi/10, -0.4}, {-Pi/10, 0}}]],
  Graphics[Flatten[
    Table[{Disk[9.8/(2 Pi k/60)^2 {Sin[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]], -Cos[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]]}, 0.01],
      Line[{{0, 0},9.8/(2 Pi k/60)^2 {Sin[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]], -Cos[Pi/10 Cos[2 Pi k/60 t]]}}]}, {k, 51, 120}]]
   ]
  ]
 , {t, 0, 60}]

เด็กๆและผู้ใหญ่ได้ดูก็ชอบครับ สวยดี

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปสะพานแขวนพังเพราะลมพัด:

การพังของสะพานเป็นตัวอย่างของการกำทอน (Resonance) คือวัตถุต่างๆจะสั่นด้วยความถี่บางความถี่ขึ้นอยู่กับขนาดและประเภทวัสดุ ถ้าเราไปผลักหรือดึงวัตถุด้วยความถี่เหล่านั้น วัตถุจะสั่นมากขึ้นเรื่อยๆ ถ้ามันสั่นมากเกินไปมันก็จะแตกหัก ในที่นี้สะพานถูกลมพัดแรงๆเป็นเวลาหลายชั่วโมง แรงลมสามารถผลักสะพานเป็นจังหวะๆที่ใกล้เคียงกับความถี่การบิดตัวของสะพาน สะพานจึงบิดตัวมากขึ้นเรื่อยๆจนขาดตกลงมา (ในอดีตเด็กๆเคยได้ดูการสั่นของแก้วด้วยคลื่นเสียงจนแตกมาแล้วครับ เป็นเรื่องเดียวกัน)

จากนั้นเราก็ทำการทดลองการกำทอนของแก้วน้ำต่างๆด้วยการเอานิ้วเปียกๆลูบปากแก้วไปมา แก้วที่เราใช้ควรเป็นแก้วที่ขอบแก้วไม่หนามากนัก แก้วไวน์หรือแก้วปากกว้างๆจะทำให้มีเสียงดังได้ง่าย สาเหตุที่แก้วส่งเสียงดังก็คือเวลาที่เราเอานิ้วเปียกๆลูบปากแก้ว นิ้วเราจะเสียดสีบนปากแก้ว ทำให้ปากแก้วสั่น (เปรียบเสมือนการสีซอที่นิ้วเราเหมือนคันซอและปากแก้วเหมือนสายซอ) การสั่นบางความถี่จะตรงกับความถี่ที่แก้วจะสั่นโดยธรรมชาติ เกิดการกำทอนทำให้ปากแก้วสั่นมากขึ้น กระทบอากาศรอบๆเป็นคลื่นเสียงให้เราได้ยิน ถ้าเราใส่น้ำในแก้ว ความถี่ที่แก้ว+น้ำจะเกิดการกำทอนก็จะเปลี่ยนไป ใส่น้ำมากความถี่ก็ต่ำลง ทำให้เสียงต่ำลง ถ้าใส่น้ำน้อยความถี่จะสูงกว่าทำให้มีเสียงสูงกว่า

ลูบปากแก้วไปเรื่อยๆครับ
แก้วหน้าตาแบบนี้ทำให้เกิดเสียงได้ง่าย

หลังจากผมทำให้แก้วส่งเสียงแล้วผมก็ให้เด็กๆดูวิดีโอคนที่เล่นดนตรีด้วยแก้วขนาดต่างๆ หรือแก้วที่ใส่น้ำไว้มากน้อยต่างๆกันเป็นเพลงเพราะๆด้วยครับ พอดูวิดีโอเสร็จ เด็กๆก็ได้แบ่งกลุ่มเล่นเอง

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 thoughts on “ดูการ์ตูนการแกว่งลูกตุ้ม ดูสะพานแขวนพัง และเล่นแก้วน้ำร้องเพลง”

  1. ขอบคุณครับที่แก้ที่ผิดให้ ผมจะเปลี่ยน “กำธร” เป็น “กำทอน” นะครับ 🙂

Leave a Reply

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