เล่นกับเครื่องทุ่นแรง

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “กลการทรงตัว ตั้งไข่ ตั้งกระป๋อง คานประยุกต์ และเทรบูเช (Trebuchet)” อยู่ที่นี่ครับ)

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและกลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรมครับ ส่วนอนุบาลบ้านพลอยภูมิมีนิทรรศการปิดองค์เลยไม่ได้เข้าไปสอนครับ วันนี้เรื่องพิจารณาและเล่นเครื่องทุ่นแรงต่างๆครับ

สัปดาห์ที่แล้วเด็กๆสนุกมากในการตอกและงัดตะปู ผมสังเกตว่าเด็กๆคงไม่ได้เล่นอุปกรณ์พวกนี้เท่าไร เขาจึงเห็นเป็นของแปลก สัปดาห์นี้ผมเลยพยายามให้เด็กๆมีกิจกรรมคล้ายๆอย่างนั้นอีกครั้ง คราวนี้ทุกระดับชั้นทำการเล่นคล้ายๆกันหมดครับ เราเล่นกับล้อ ทางลาด ตะปูเกลียว ไขควง และฟังคำอธิบายเรื่องมีดและลิ่มครับ

ผมเริ่มโดยถามเด็กๆว่าเคยไปซื้อของในซูเปอร์มาเก็ตไหม เวลาของเยอะๆและหนักเราขนของอย่างไร เด็กๆตอบว่าใช้รถเข็น ผมถามว่าทำไมถึงใช้รถเข็น เด็กๆว่ามันเข็นไปได้ไม่หนัก ผมบอกว่าใช้แล้ว ถ้าถือไป หรือลากไปบนพื้นมันหนัก แต่รถเข็นมีล้อและแกนล้อหรือเพลา ทำให้เราใช้แรงน้อยกว่าในการเคลื่อนย้ายของเมื่อเทียบกับถือหรือลากของไปตามพื้น

พวกเราเอารถของเล่นมีล้อมาดูกันครับ

ล้อถูกประดิษฐ์มาสักประมาณ 6,000 ถึง 10,000 ปี เราไม่รู้ชัดว่าใครเป็นผู้ประดิษฐ์ เข้าใจว่าเมื่อสมัยก่อนทางเรียบๆมีน้อย คนจึงไม่ได้ประดิษฐ์ล้อเสียที เพราะแบกหามด้วยคนหรือสัตว์สะดวกกว่า แต่พอคนเริ่มรู้จักใช้ล้อผ่อนแรง ทางเรียบๆก็มีตามมาเรื่อยๆจนมากมาย นอกจากนี้รถลากหรือรถเข็นที่มีล้อก็กลายเป็นเครื่องทุ่นแรงที่เป็นที่นิยมในการขนส่งของจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

รถลากเมื่อใช้ประกอบกับทางลาดเอียงก็เป็นเครื่องผ่อนแรงสำหรับย้ายของหนักขึ้นที่สูงด้วยครับ ผมถามเด็กๆว่าใครเคยไปเขาใหญ่บ้าง ทุกคนตอบว่าเคยไปหมด ผมถามต่อว่าสังเกตทางขึ้นเขาใหญ่ไหม เราขึ้นเขาไปตามทางชันๆแบบหน้าผาแต่ระยะทางใกล้ๆ หรือขึ้นเขาแบบทางลาดๆไม่ชันมากแต่ทางไกลๆ เด็กๆก็ตอบว่าทางจะไม่ชันมากแต่ไกล ผมบอกว่าใช่แล้ว ถ้าเราใช้ทางลาดๆไม่ชันมาก เราจะใช้แรงที่ทำให้รถเคลื่อนที่น้อยกว่าเวลาเราใช้ทางชันๆ แต่เราก็ต้องแลกมาด้วยระยะทางที่ยาวขึ้น จากนั้นผมก็เอารถของเล่นมาถ่วงด้วยเหรียญให้หนักสักหนึ่งกิโลกรัม แล้วก็เอาที่ชั่งน้ำหนักมาเกี่ยวด้านหน้าของมันไว้ จากนั้นผมก็เอารถไปวางบนแผ่นไม้เรียบที่ตั้งเป็นมุมชันมากชันน้อย แล้วให้เด็กๆดูว่าตัวเลขน้ำหนักที่ตาชั่งเกี่ยวรถไว้มันเพิ่มขึ้นหรือรถลงอย่างไร ดูภาพและคลิปข้างล่างถ้าคิดภาพไม่ออกครับ

วางแบบนี้ครับ กล่องสีเหลืองๆคือตาชั่ง ตัวสีแดงๆคืออุปกรณ์วัดมุมว่าพื้นเอียงเท่าไร ถ้าพื้นชันมากน้ำหนักที่ตาชั่งเกี่ยวรถไว้ก็มาก ถ้าพื้นชันน้อยน้ำหนักก็น้อยครับ

ต่อไปผมก็เอาตะปูเกลียวมาให้เด็กๆดู ให้เด็กๆสังเกตว่าเกลียวของตะปูเกลียวหน้าตาเหมือนอะไร เด็กๆบอกว่าเหมือนถนนวิ่งรอบๆภูเขา ผมจึงถามต่อว่าถ้าเราลอกเอาเกลียวออกมาได้หน้าตามันจะเป็นอย่างไร เด็กๆไม่ค่อยเข้าใจ ผมจึงเอากระดาษมาตัดเป็นสามเหลี่ยมมุมฉากแล้วเอาไปพันรอบๆดินสอ เด็กๆจึงเห็นขอบกระดาษพันรอบดินสอเป็นเกลียว ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าเกลียวมันเหมือนทางลาดที่พันไปรอบๆแกนกลมๆนั่นเอง

 
กระดาษสามเหลี่ยมมุมฉาก พอเอาไปพันดินสอจะเห็นเป็นเกลียวครับ

ตะปูเกลียวเป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนการหมุนรอบแกนกลางเป็นการเคลื่อนที่ตรงๆในแนวแกน สังเกตได้จากเวลาเราเอาตะปูเกลียวไปใส่ในไม้แล้วใช้ไขควงหมุนเข้าหมุนออกได้ อุปกรณ์ที่เปลี่ยนการหมุนเป็นการเคลื่อนที่ตรงๆอีกอันก็คือแม่แรงยกรถที่ใส่ไว้ในรถจะมีเกลียวให้เราหมุนแล้วมันจะสามารถยกน้ำหนักรถได้ด้วย

จากนั้นผมก็เอาไขควงมาไขตะปูเกลียวเล่น ผมถามเด็กๆว่าด้ามของไขควงมีไว้ทำไม เด็กบอกว่ามีไว้จับ ผมจึงถามต่อว่าด้ามขนาดใหญ่กับขนาดเล็กมันต่างกันไหม เด็กๆยังงงๆ ผมจึงเอาประแจรูปตัว L ออกมาไขน๊อต ผมถามเด็กๆว่าถ้าน๊อตมันแน่นมากๆ เราจะใช้ประแจด้านไหนไขน๊อต จะจับขาประแจด้านยาวหรือด้านสั้นแล้วบิดไขน๊อต เด็กๆตอบได้ว่าใช้ด้านยาว ผมบอกว่าใช่แล้ว ใช้ด้านยาวแล้วมันจะคูณแรงเราให้ได้เยอะกว่า เพราะประแจและไขควงทำหน้าที่เหมือนคานชนิดหนึ่ง จากนั้นเด็กๆตอบได้ว่าด้ามไขควงใหญ่จะทำให้เราหมุนน็อตแน่นๆได้ง่ายกว่าใช้ด้ามไขควงเล็กๆ ผมเสริมว่าเด็กๆเคยเห็นอุปกรณ์ที่คนใช้ไขน็อตเปลี่ยนล้อรถไหม มันเป็นประแจแบบหนึ่งที่ด้ามยาวมากเพราะน็อตที่ล้อรถมันแน่นมาก

ต่อไปผมก็ถามเด็กๆว่ารู้ไหมมีดมันตัดของต่างๆได้อย่างไร ผมถามต่อไปว่ามีดคมๆกับมีดทื่อๆต่างกันอย่างไร เด็กๆยังเงียบๆอยู่ ผมจึงวาดรูปสามเหลี่ยมแบบนี้ครับ:

สามเหลี่ยมแบบนี้ครับ

ถ้าเรามองตามแนวด้ามมีดเราจะเห็นภาคตัดขวางใบมีดเป็นรูปสามเหลี่ยม เวลาเรากดมีดลงบนกระดาษ แรงที่กดลงบนกระดาษจะกดลงบนพื้นที่เล็กๆที่แตะกับคมมีด ความดันตรงนั้นจึงสูงมากทำให้กระดาษขาด  อุปกรณ์อีกอย่างที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแรงน้อยๆเป็นความดันสูงๆก็คือลิ่ม ขวาน และหัวตะปู

หลังจากพูดเรื่องทฤษฎีทั้งหลายไปหมดแล้ว เด็กๆก็แบ่งเป็นกลุ่มย่อยๆ ใช้ไขควงไขตะปูเกลียวเล่นกัน ใช้ประแจขันน๊อตในฮาร์ดดิสก์เสีย และทดลองชั่งน้ำหนักรถบนทางลาดเอียงเล่นกันครับ เด็กๆง่วนอยู่กับการไข แงะ แกะ ชั่ง อย่างตั้งใจครับ

นี่คือภาพบรรยากาศการเรียนการเล่นและบันทึกของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่ครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

One thought on “เล่นกับเครื่องทุ่นแรง”

Leave a Reply

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