กลการทรงตัว ตั้งไข่ ตั้งกระป๋อง คานประยุกต์ และเทรบูเช (Trebuchet)

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “เสียง การเติบโตแบบเอ็กซโปเนนเชียล และแอลกอฮอลระเหย” อยู่ที่นี่ครับ)

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรม และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่องกลตั้งไข่/ตั้งกระป๋อง การทรงตัว และค้อนงัดตะปูสำหรับเด็กป.1-2 เรื่องคานประยุกต์ทำเป็นเทรบูเช(Trebuchet)จำลองสำหรับเด็กป.3-5 และเรื่องกลตั้งไข่/ตั้งกระป๋อง/กลการทรงตัวสำหรับเด็กอนุบาลสามครับ

สำหรับเด็กป.1-2 ผมตั้งไข่ไว้บนพื้นเรียบก่อนเวลาเรียน วิธีทำก็คือเอาเกลือป่นมาโรยบนพื้นเรียบ แล้วก็เอาไข่มาวางบนเกลือ ขยับเบาๆให้มันตั้งอยู่ได้ แล้วก็เป่าเกลือที่ไม่ติดกับไข่ให้หายไป ไข่ก็จะตั้งอยู่ได้เพราะมีเม็ดเกลือเล็กๆทำหน้าที่เป็นขาหยั่งดันไข่กับพื้นเอาไว้ พอเด็กเข้ามาดูก็ถามว่าใครตั้งได้ไหม ปรากฎว่าดันมีเด็กที่รู้วิธีทำนี้มาก่อนตะโกนว่าใช้เกลือโรย ผมเลยหมดมุกหลอกเด็กๆไป

 

ผมเคยทำคลิปตั้งไข่นี้ไว้หลายปีแล้ว:

พอหมดมุกตั้งไข่ ผมก็เลยเอากระป๋องอลูมิเนียมเปล่ามาให้เด็กๆดูกัน ให้เด็กๆสังเกตว่ามันเบามาก แล้วเล่าให้เด็กๆฟังว่าอลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีความหนาแน่นต่ำจึงมีน้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับโลหะส่วนใหญ่ มีความแข็งแรงพอควร และเป็นโลหะที่มีมากที่สุดในโลก จึงถูกนำมาใช้ในสิ่งต่างๆที่ต้องการความเบาและความแข็งแรงเช่นทำเป็นชิ้นส่วนเครื่องบินจนถึงทำเป็นกระป๋องเครื่องดื่ม

แม้ว่าอลูมิเนียมจะมีอยู่มากมายเป็นโลหะที่มีบนโลกมากที่สุด แต่มันมักจะผสมอยู่กับธาตุอื่นอยู่ในหินต่างๆ แยกออกมาเป็นโลหะยากมากจนกระทั่งมีเทคโนโลยีแยกด้วยไฟฟ้าเมื่อร้อยกว่าปีก่อน ก่อนหน้านั้นอลูมิเนียมมีราคาแพงมากกว่าทอง พระเจ้านโปเลียนที่สามถึงกับให้แขกผู้มีเกียรติใช้ช้อนส้อมที่ทำจากอลูมิเนียม ขณะที่พระองค์เองใช้ช้อนส้อมที่ทำจากทอง และทหารชั้นผู้ใหญ่ใช้ช้อนส้อมที่ทำจากเงิน ตอนนี้มนุษย์สามารถสกัดอลูมิเนียมได้อย่างมากมายจนมีราคาถูกจนเราสามารถเอามาห่อปลาเผากินกันได้

ผมถามเด็กๆต่อว่าทำไมกระป๋องจึงเป็นรูปทรงกระบอก ทำไมไม่เป็นกล่องสี่เหลี่ยมทั้งๆที่น่าจะสะดวกในการขนย้ายมากกว่า เด็กๆงงๆไม่แน่ใจ ผมเลยเล่าให้เด็กๆฟังว่าถ้าเราจะบรรจุของจำนวนเท่าๆกันด้วยใช้วัสดุห่อให้น้อยๆที่สุด เราควรทำหีบห่อของเราให้เป็นทรงกลม แต่ทรงกลมเป็นรูปทรงที่มาวางเรียงกันแล้วกินที่ เราก็เลยพบกันครึ่งทางเป็นรูปทรงกระบอก นอกจากนี้ทรงกระบอกยังแข็งแรง ซ้อนกันได้หลายชั้น และไม่มีมุมให้แตกหรือรั่วง่ายเท่ากับกล่องสี่เหลี่ยม

พอเล่าเรื่องพื้นหลังเสร็จ ผมก็เอากระป๋องที่ผมแอบใส่น้ำไว้เล็กน้อย (ประมาณ 1/8 กระป๋อง) มาตั้งเอียงให้เด็กๆดู จากนั้นก็ให้เด็กๆพยายามตั้งกระป๋องเอียงๆกัน ซึ่งเป็นไปไม่ได้ เพราะจุดศูนย์ถ่วงของกระป๋องมันอยู่นอกแนวที่สัมผัสพื้น สักพักก็มีเด็กสงสัยว่ากระป๋องผมไม่ใช่กระป๋องเปล่าๆแน่ๆ ผมก็เลยเฉลยวิธีทำให้เด็กๆดู

ตั้งอย่างนี้ครับ

จากนั้นผมก็ถามเด็กๆว่าถ้าผมเอาก้อนดินน้ำมันมาเสียบไม้จิ้มฟันให้ไม้จิ้มฟันเป็นขาให้ตั้งอยู่ได้ไม่ล้มง่ายๆ ผมต้องใช้จำนวนขาน้อยที่สุดเท่าไร เด็กๆบางคนบอกว่าสี่ บางคนบอกว่าสาม ผมจึงบอกว่าเดี๋ยวให้ทดลองทำกิจกรรมนี้กันแล้วมาสรุปอีกที (ตอนจบหลังจากเด็กๆได้ทดลองแล้ว เราก็สรุปได้ว่าเป็นอย่างน้อยสามขาครับ)

ต่อไปผมก็เอาค้อนกับตะปูออกมา เนื่องจากเด็กๆได้เรียนเรื่องคานไปเมื่อสองสัปดาห์ที่แล้ว วันนี้เราจะมาดูการประยุกต์ใช้กันบ้าง

ผมสอนให้เด็กๆตอกตะปู โดยที่ตอนแรกจับตะปูตั้งตรงๆด้วยมือข้างหนึ่ง แล้วใช้มืออีกข้างจับค้อนเคาะเบาๆที่หัวตะปูให้ตะปูจมลงไปในไม้นิดหน่อยให้ตั้งอยู่ตรงๆ จากนั้นก็เอามือที่จับออกแล้วก็ใช้ค้อนทุบตะปูลงไปตรงๆ ตะปูจะได้ไม่งอ ถ้าตะปูตัวเล็กไปหรือเราจับไม่ถนัดเราก็อาจใช้หวีจับตะปูให้เราก็ได้

 
 
ใช้หวีจับอย่างนี้ครับ

พอตอกตะปูลงไปได้สักครึ่งตัว ผมก็ถามเด็กๆว่าถ้าจะเอาตะปูออกมา จะทำอย่างไรดี ถ้าใช้มือดึงก็ดึงไม่ออกและเจ็บมือด้วย เด็กๆบางคนบอกได้ว่าให้ใช้อีกด้านของค้อนดึงตะปูออกมา ผมจึงใช้ค้อนงัดตะปูให้เด็กๆดูช้าๆ ปรากฎว่าแรงที่เราออกเพื่อดึงตะปูออกมาไม่มากเท่าไรนัก สาเหตุก็เพราะการใช้ค้อนงัดตะปูเป็นการใช้คานเพื่อผ่อนแรงของเรานั่นเอง

 

จะสังเกตได้ว่าจุดที่หัวค้อนสัมผัสกับแผ่นไม้เป็นจุดหมุน ตรงที่มือเราจับด้ามค้อนเป็นด้านหนึ่งของคานและส่วนที่ค้อนงัดกับหัวตะปูเป็นอีกด้านหนึ่ง เนื่องจากระยะจากมือถึงจุดหมุนมีความยาวหลายเท่าของระยะจากหัวตะปูถึงจุดหมุน แรงที่เราออกจึงถูกคูณเป็นหลายเท่าในการดึงตะปูออกมาจากไม้

จากนั้นเด็กๆก็แบ่งเป็นกลุ่มๆทดลองทำกิจกรรมทั้งสี่อย่างคือตั้งไข่ ตั้งกระป๋อง ตอกตะปูและงัดตะปู และ เอาดินน้ำมันมาปั้นแล้วเอาไม้จิ้มฟันเสียบกันครับ

 
 
 
 
 
 
มีเด็กโตแวะมาเยี่ยมด้วยครับ เลยเสริมโดยให้ดูการทำงานของอุปกรณ์เปิดจุกคอร์กในขวดไวน์ มันก็เป็นคานชนิดหนึ่งเหมือนกัน

นี่คือบันทึกของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่ครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 

สำหรับเด็กป.3-5 ผมก็ทบทวนเรื่องคานสามชนิด ที่แบ่งตามลักษณะตำแหน่งของแรงกระทำ แรงต้าน และจุดหมุน ว่าอันไหนอยู่ตรงกลาง (ถ้าใครสนใจเพิ่มเติม หน้านี้มีภาพเคลื่อนไหวให้ดูด้วยครับ) และผมก็สาธิตการถอนตะปูให้ดูเหมือนกับที่ผมทำให้เด็กป.1-2 ดูโดยอธิบายว่ามันเป็นคานอย่างไร

จากนั้นผมก็บอกว่าคานเนี่ยนอกจากเป็นเครื่องผ่อนแรงแล้ว เราสามารถใช้มันเป็นเครื่องคูณความเร็วได้ด้วย โดยให้สังเกตว่าถ้าเราออกแรงมากเราก็ขยับคานเป็นระยะน้อยๆ ถ้าออกแรงน้อยเราก็ต้องขยับคานเป็นระยะมากๆ ถ้าเราหาแรงเยอะๆหรือน้ำหนักเยอะๆไปขยับคานเป็นระยะทางสั้นๆ อีกด้านหนึ่งของคานก็จะขยับเป็นระยะทางยาวกว่าแต่ว่าด้านนั้นจะยกน้ำหนักน้อยกว่า ในอดีตเป็นพันปีมาแล้วมีคนสังเกตความจริงอันนี้และสร้างสิ่งประดิษฐ์สำหรับโยนของใส่กำแพงเมืองเรียกว่า Trebuchet (เทรบูเช)

เทรบูเชทำงานโดยการใช้คานที่มีจุดหมุนอยู่ตรงกลาง แล้วถ่วงน้ำหนักมากๆไว้ไม่ห่างจากจุดหมุนนัก ปลายอีกข้างของคานจะยาวและจะใส่น้ำหนักเบากว่าไว้ เมื่อยกน้ำหนักถ่วงไว้สูงๆแล้วปล่อยให้ตกลงมา ปลายด้านยาวจะเคลื่อนที่เป็นส่วนของวงกลมด้วยความเร็วสูง ถ้าปลายด้านนั้นวางก้อนหินหรือผูกกับเชือกที่ห่อก้อนหินไว้ ก้อนหินก็จะลอยออกไปได้สูงและไกล อันนี้คือคลิปแสดงการทำงานของเทรบูเชครับ

จากนั้นผมก็เอาแบบจำลองเทรบูเชที่ทำจากตะเกียบ หนังยาง ไม้บรรทัด หลอดกาแฟ มาให้เด็กดูครับ หน้าตาก็ทำนองนี้ครับ:

เอาตะเกียบมามัดกันเป็นกากบาท ใช้รูในไม้บรรทัดเป็นจุดหมุน ใช้เหรียญหรือดินน้ำมันเป็นตัวถ่วงน้ำหนัก ใช้ตะเกียบอีกอันเป็นตัวกันให้ดินน้ำมันตกถึงระยะหนึ่งเท่านั้น (ใช้ได้เฉพาะกับของเล่น ของจริงจะไม่มีตัวกัน แต่ปลายที่ใส่กระสุนจะเป็นเชือกผูกกับถุงห่อกระสุนแทน)
ทำแบบนี้ก็ได้ ใช้ที่หนีบกระดาษเป็นจุดหมุน

หลังจากให้เด็กๆดูตัวอย่างแล้ว เด็กๆก็ลงมือสร้างของเล่นของตัวเองกันครับ วุ่นวายกันใช้ได้เลย:

 
 
 
 
 
 
 
 

เนื่องจากไม่ได้ถ่ายวิดีโอการยิงของเทรบูเชในวันที่ไปสอน ผมเลยถ่ายวิดีโอวันรุ่งขึ้น นำเสนอโดยลูกชายผมเองครับ เขาต่อเทรบูเชอันนี้เอง ใช้ลูกปิงปองและฟอยล์อลูมิเนียมปั้นเป็นลูกกระสุน:

หลังจากเด็กๆได้ทำของเล่นเองแล้ว ผมก็เอาวิดีโอคลิปของเทรบูเชขนาดใหญ่ให้ดูครับ เด็กๆตื่นเต้นกันใหญ่:

นี่คือบันทึกของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่ครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมไปสอนกลเด็กๆสามอย่างครับ สองอย่างก็คือตั้งไข่และตั้งกระป๋องดังที่กล่าวไปแล้วข้างต้น อีกอย่างก็คือกลเกี่ยวกับการทรงตัวครับ คือผมให้เด็กกางแขนออกแล้วยืนขาเดียวแล้วผมก็กดแขนข้างหนึ่งแล้วเด็กๆก็จะเซล้มลงต้องเอาขาลงบนพื้นอย่างง่ายดาย ต่อไปผมก็ให้ท่องคาถาว่า “พ่อโก้รูปหล่อ” ซ้ำๆกัน แล้วผมก็กดแขนใหม่ แต่คราวนี้เด็กๆจะสามารถต้านแรงกดได้มากขึ้นอย่างชัดเจนและไม่ล้มง่ายๆ
 
จริงๆแล้วการที่เด็กล้มหรือไม่ล้มไม่เกี่ยวกับคาถาหรอกครับ มันเกี่ยวกับวิธีการกด ถ้าผมกดแขนลงและให้เฉียงออกจากตัวเด็กเล็กน้อย เด็กจะล้มลงง่ายๆครับ ถ้าผมกดแขนลงและให้เฉียงเข้าตัวเด็กเล็กน้อย เด็กจะสามารถต้านทานแรงได้เยอะเลยครับ ผมเคยสอนเด็กๆในปีก่อนๆไปแล้วและมีข้อมูลและวิดีโอบันทึกอยู่ที่นี่ครับ มีคนลวงโลกใช้กลนี้หลอกชาวบ้านและขายเหรียญวิเศษด้วยครับ ถ้าพบเห็นให้ระวัง
 
เด็กๆอนุบาลทำการทดลองทั้งสามอย่างอย่างสนุกสนานครับ
 
 
 
 
 
 
 
 

Leave a Reply

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