คานดีดคานงัด แม่แรงไฮดรอลิค จรวดหลอดกาแฟและปืนใหญ่ลม

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “ความดันอากาศ จรวดหลอดกาแฟ เฮลิคอปเตอร์กระดาษ และการวิวัฒนาการ(ต่อ)” อยู่ที่นี่ครับ)

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรม และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่องคานดีดคานงัดสำหรับเด็กป.1-2 แม่แรงไฮดรอลิคและจรวดหลอดกาแฟสำหรับเด็กป.3-5 และปืนใหญ่ลมสำหรับเด็กอนุบาลสามครับ

สำหรับเรื่องคาน ผมเอาไม้บรรทัดมาตั้งไว้บนขวดเล็กๆแล้วเอาเหรียญถ่วงให้สมดุลอยู่ได้ แล้วให้เด็กๆเดาว่าไม้บรรทัดจะเอียงไปทางไหนถ้าผมขยับเหรียญไปที่ต่างๆหรือเพิ่มจำนวนเหรียญในที่ต่างๆ

วางแบบนี้ครับ
เหรียญน้อยอยู่ไกลถ่วงดุลเหรียญเยอะใกล้ๆได้

เราเรียกจุดที่ขวดรับน้ำหนักไม้บรรทัดว่าจุดหมุนครับ เด็กๆจะเห็นได้ว่าถ้าเราเอาเหรียญจำนวนเท่าๆกันวางไว้ทางซ้ายและทางขวาของจุดหมุนให้มีระยะเท่าๆกัน ไม้บรรทัดก็จะทรงตัวอยู่ได้ ถ้าจะใส่จำนวนเหรียญให้ข้างหนึ่งมากกว่าอีกข้างหนึ่งแล้วยังให้ไม้บรรทัดทรงตัวอยู่ได้ เราต้องขยับเหรียญจำนวนที่มากกว่าให้อยู่ใกล้ๆจุดหมุนและวางเหรียญจำนวนน้อยให้อยู่ไกลๆจุดหมุน (ถ้าเราสอนเด็กโตๆหน่อย เราก็บอกเขาว่าถ้า w1 และ w2 คือน้ำหนักด้านซ้ายและด้านขวา และ L1 คือระยะจาก w1 ถึงจุดหมุน และ L2 คือระยะจาก w2 ถึงจุดหมุน ไม้บรรทัดจะทรงตัวอยู่ได้เมื่อ w1คูณ L1 = w2 คูณ L2 รายละเอียดเพิ่มเติมดูได้ที่ลิงค์เรื่องคานนี้ครับ)

หลักการนี้สามารถเอามาใช้ทุ่นแรงได้ โดยเราสามารถใช้แรงน้อยๆไปยกหรือกดด้วยแรงเยอะๆได้ ถ้าเราใช้แรงน้อยๆห่างๆจากจุดหมุนและให้น้ำหนักที่เราต้องการยกหรือกดอยู่ใกล้ๆจุดหมุน แต่เราก็ต้องแลกด้วยการที่เราต้องออกแรงเป็นระยะทางยาวขึ้น เช่นถ้าเราต้องการยกของน้ำหนัก 10 กิโลกรัมขึ้น 1 เซ็นติเมตรโดยที่เราใช้แรงเพียง 5 กิโลกรัม เราก็ต้องออกแรงกด 5 กิโลกรัมเป็นระยะทาง 2 เซ็นติเมตรแทนที่จะเป็น 1 เซ็นติเมตร

เนื่องจากเด็กๆยังเล็กอยู่ ผมจึงให้เด็กๆทดลองยกของจริงๆเลยเพื่อให้เขาจำประสบการณ์เขาไว้ว่าได้ใช้คานอย่างไร ออกแรงน้อยลงอย่างไร ถ้าเราให้น้ำหนักที่เรายกเข้าใกล้จุดหมุนจะยกยากหรือง่าย โดยหวังว่าเมื่อเขาพบกับเรื่องเครื่องทุ่นแรงอีกเขาจะเข้าใจและจำประสบการณ์ของเขาได้ ตัวอย่างภาพการทดลองครับ:

 
 
 
 
 

เด็กๆบันทึกการเรียนรู้กันพอได้ครับ:

 
 
 
 
 
 
 

ต่อไปสำหรับเด็กป.3-5 ผมก็อธิบายเรื่องแม่แรงไฮดรอลิคซึ่งเป็นเรื่องเครื่องทุ่นแรงอีกแบบหนึ่งที่อาศัยความจริงของธรรมชาติที่ว่าของเหลวนั้นจะมีขนาดค่อนข้างคงที่ เมื่อเราพยายามบีบอัดมัน ไม่เหมือนกับก๊าซที่เราสามารถบีบอัดให้มีขนาดเล็กลงมากๆได้ ถ้าเราเอากระบอกลูกสูบ (หรือหลอดเข็มฉีดยาพลาสติก) ที่มีขนาดหน้าตัดต่างกันมาสองอัน แล้วใส่น้ำเข้าไปในหลอดหนึ่งหลอดแล้วต่อสายยาง(ที่ใส่น้ำไว้เต็มแล้ว)ระหว่างหลอดทั้งสอง แล้วเรากดหลอดที่มีหน้าตัดเล็กกว่าด้วยแรงขนาดหนึ่ง หลอดที่มีหน้าตัดใหญ่กว่าจะสามารถยกของที่หนักกว่าแรงที่เราที่เรากดได้ ถ้าหลอดใหญ่มีขนาดหน้าตัดใหญ่เป็น R เท่าของหน้าตัดหลอดเล็ก แรงที่เรากดที่หลอดเล็กก็จะถูกขยายเป็น R เท่าที่หลอดใหญ่ด้วย หลักการนี้ถูกนำไปสร้างแม่แรงยกรถ เครื่องเจาะถนน ตัวจับเบรกรถและเบรกรถจักรยาน ฯลฯ

จากนั้นผมก็ทำการทดลองยกของให้เด็กๆดู และให้เด็กทดลองเปรียบเทียบขนาดแรงที่ออกเทียบกับน้ำหนักที่ยกได้ด้วย นี่คือตัวอย่างคลิปและรูปภาพครับ:

 
 
 
 

พอเด็กๆได้ทดลองกดหลอดฉีดยาแล้วผมก็ให้เด็กๆสร้างจรวดหลอดกาแฟเล่นกัน เพราะเด็กๆเห็นน้องป.1-2 เล่นสัปดาห์ที่แล้วและอยากเล่นบ้าง ผมเขียนวิธีทำและเล่นไว้เมื่อสัปดาห์ที่แล้วครับ ถ้าไม่แน่ใจว่าทำอย่างไรลองกดเข้าไปดูที่นี่นะครับ

ตัวอย่างภาพเด็กๆสร้างและเล่นจรวดครับ:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ตัวอย่างบันทึกของเด็กๆครับ:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

สำหรับเด็กอนุบาล ผมเอาของเล่นที่เรียกว่าปืนใหญ่ลม (Vortex Cannon) ไปเล่นกับเด็กๆนะครับ เจ้าของเล่นตัวนี้ทำได้ง่ายมาก ถ้ามีกล่องกระดาษแข็งใส่รองเท้าหรือกล่องกระดาษแข็งที่ปิดได้อื่นก็แค่เจาะรูกลมๆเส้นผ่านศูนย์กลางสัก 3 เซ็นติเมตรแล้วเราก็ปิดฝากล่องแล้วตบๆเอา จะมีลมวิ่งออกมาจากรูและวิ่งไปไกลมากหลายเมตร ถ้าเราใส่ควันไว้ในกล่องเราจะเห็นควันวิ่งออกมาเป็นวงแหวนที่วิ่งออกไปได้ไกลๆ ผมเคยบันทึกเรื่องปืนใหญ่ลมไว้ที่นี่แล้วครับ ถ้าสนใจเข้าไปดูเลยครับ

หน้าตามันเป็นอย่างนี้ครับ:

อันนี้เอากล่องกระดาษแข็งห่อฮาร์ดดิสค์มาทำ
เอากล่องรองเท้ามาเจาะรูครับ
อันนี้ทำจากถังขยะพลาสติกเจาะรูที่ก้นแล้วปิดปากถังด้วยถุงพลาสติกครับ (รัดด้วยหนังยาง)

ผมตบปืนใหญ่ลมเพื่อยิงลมไปดับเทียนให้เด็กๆดูครับ จากนั้นก็ให้เด็กๆทดลองปล่อยลมใส่เพื่อนๆกันว่าลมออกมาแรงและไกลแค่ไหน

 
 

ปิดท้ายด้วยการให้เด็กๆดูคลิปปลาโลมาเป่าลมออกมาเป็นวงแหวนในน้ำครับ:

 
 

อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับเผื่อต้องการดูภาพเพิ่มเติม

Leave a Reply

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