Category Archives: science class

วิทย์ประถม: เล่นจรวดแรงดันอากาศกัน (จรวดไซรินจ์)

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทย์โดยพยายามอธิบายมายากล แล้วได้เล่นของเล่นจรวดแรงดันอากาศกัน พยายามยิงเป็นวิถีโค้งใส่เป้ากาละมังไกลๆ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ โดยดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย อันนี้เรื่องคนในกล่องถูกทับแบน:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

จากนั้นผมให้เด็กๆประถมต้นเอากระสุนโฟมปืน Nerf มาใส่ปากหลอดฉีดยาขนาด 50 มิลลิลิตรให้แน่นพอประมาณแล้วกดหลอดฉีดยา อากาศในหลอดจะเล็กลงจนความดันภายในสูงพอที่จะทำให้กระสุนโฟมหลุดกระเด็นออกไป ผมให้เด็กๆทดลองดูว่าทำอย่างไรกระสุนจะวิ่งไปได้ไกลๆ มุมที่ปล่อยมีผลอย่างไร การใส่กระสุนให้แน่นให้หลวมทำให้ต่างกันอย่างไร อากาศข้างในมีน้อยมีมากมีผลไหม แล้วก็ให้เขาพยายามยิงให้โดนเป้าต่างๆ แต่หลักๆคือให้เล่นสนุกครับ

วิทย์ประถม: สังเกตความถี่ธรรมชาติ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆได้สังเกตความถี่ธรรมชาติของสิ่งต่างๆรอบตัว เห็นการใช้โปรแกรม Audacity อัดคลื่นเสียงและวัดความถี่การสั่น

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ โดยดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย อันนี้เรื่องคนที่ตัวหายตัวไป:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าวัตถุต่างๆมีความถี่เฉพาะเจาะจงเมื่อเราไปเคาะ บิด หรือดีดเรียกว่าความถี่ธรรมชาติ ความถี่ธรรมชาติของวัตถุแต่ละชิ้นจะมีหลายความถี่ และขึ้นอยู่กับรูปทรง ขนาด วิธีที่เราจับมัน และประเภทวัสดุ ถ้าเรากระตุ้นมันด้วยความถี่ธรรมชาติเหล่านั้นมันจะสั่นตามแรงๆจากปรากฏการณ์สั่นพ้องหรือกำทอน (resonance)

เราคุยทบทวนกันว่าเสียงคืออะไรและเราได้ยินอย่างไร (เนื้อหาแบบใน วิทย์ประถม: เสียง กล่องเสียง หู และปี่หลอด) เราไม่เห็นคลื่นเสียงในอากาศแต่เราบันทึกมันด้วยไมโครโฟนแล้วเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์เพื่อเอามาศึกษาทีหลังได้ เราใช้โปรแกรม Audacity เราจะเห็นกราฟความดันอากาศที่ไม่โครโฟนวัดที่เวลาต่างๆ ถ้าเราซูมเข้าไปจะเห็นเป็นคลื่น พบว่าคลื่นเสียงมีการสั่นสะเทือนเป็นร้อยเป็นพันครั้งต่อวินาที

เราทดลองอัดเสียงจากดีดกีต้าร์ เคาะขันทองเหลือง เสียงจากลำคอ ถูแก้วไวน์ แล้วใช้โปรแกรม Audacity ใช้เมนู Analyze/Plot Spectrums… เพื่อวัดดูว่ามีความถีธรรมชาติอะไรบ้าง ความถี่มากขึ้นหรือน้อยลงขึ้นกับรูปร่างขนาดสิ่งต่างๆอย่างไร

วัดความถี่ธรรมชาติของสายกีต้าร์เส้นใหญ่สุดด้วยโปรแกรม Audacity

จากนั้นเด็กก็ได้เล่นแก้วกำทอนหรือ Glass Harp โดยเอานิ้วเปียกๆลูบปากแก้วไปมา แก้วที่เราใช้ควรเป็นแก้วที่ขอบแก้วไม่หนามากนัก แก้วไวน์หรือแก้วปากกว้างๆจะทำให้มีเสียงดังได้ง่าย สาเหตุที่แก้วส่งเสียงดังก็คือเวลาที่เราเอานิ้วเปียกๆลูบปากแก้ว นิ้วเราจะเสียดสีบนปากแก้ว ทำให้ปากแก้วสั่น (เปรียบเสมือนการสีซอที่นิ้วเราเหมือนคันซอและปากแก้วเหมือนสายซอ) การสั่นบางความถี่จะตรงกับความถี่ที่แก้วจะสั่นโดยธรรมชาติ เกิดการกำทอนทำให้ปากแก้วสั่นมากขึ้น กระทบอากาศรอบๆเป็นคลื่นเสียงให้เราได้ยิน ถ้าเราใส่น้ำในแก้ว ความถี่ที่แก้ว+น้ำจะเกิดการกำทอนก็จะเปลี่ยนไป ใส่น้ำมากความถี่ก็ต่ำลง ทำให้เสียงต่ำลง ถ้าใส่น้ำน้อยความถี่จะสูงกว่าทำให้มีเสียงสูงกว่า

หน้าตาจะประมาณนี้ครับ:

วัดความถี่ธรรมชาติของแก้วกำทอนด้วยโปรแกรม Audacity

เด็กๆได้ดูนักดนตรีที่เล่นเพลงด้วยแก้วเหล่านี้ด้วยครับ:

วิทย์ม.ต้น: ทดลองเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของสิ่งต่างๆ วัดคาบการแกว่งลูกตุ้ม

สรุปลิงก์ที่เกี่ยวข้องในการพูดคุยวันนี้ แนะนำให้เด็กๆไปทบทวนหรือดูเพิ่มเติมนะครับ:

1. Black Holes 101 | National Geographic

2. Black Holes Explained – From Birth to Death

3. First Image of a Black Hole!

4. What is Dark Matter and Dark Energy?

5. ความถี่ธรรมชาติของลวดเกาหัว

6. หาความถี่ธรรรมชาติของลวดเกาหัวโดยใช้คลื่นเสียงกระตุ้น (เปรียบเสมือนผลักชิงช้าให้ถูกจังหวะ) ก้านสั้นได้ประมาณ 39-40 Hz

7. แต่ละคนส่งเสียง “อา” แล้วอัดเสียงและหาสเปกตรัมด้วยโปรแกรม Audacity (วิธีทำนองเดียวกับที่บันทึกไว้ที่วิทย์ม.ต้น: ดูคลื่นเสียงและสเปกตรัมของมัน )

8. หาความถี่ธรรมชาติของขันทองเหลือง เคาะแล้วให้ Audacity หาให้ว่ามีความถี่แถวไหนบ้าง

9. พยายามกระตุ้นให้ขันทองเหลืองสั่นที่ความถี่ธรรมชาติโดยใช้ลำโพงปล่อยความถี่เหล่านั้นใส่ แต่เสียงดังเกินไปและยังมองไม่เห็นการสั่น

10. เปลี่ยนเป็นวิธีฟัง beats โดยปล่อยเสียงจากลำโพงแถวๆความถี่ธรรมชาติของขัน และเคาะขัน จะได้ยินเสียงรวมจากลำโพงและขันเป็นเสียงดังค่อยดังค่อยสลับกันไป ปรากฎการณ์ beats นี้ใช้จูนเสียงเครื่องดนตรีด้วย ยกตัวอย่างดังในคลิปนี้:

11. ความถี่ที่วัตถุสั่นเองเมื่อเราไปเคาะ บิด หรือดีดมันเรียกว่าความถี่ธรรมชาติความถี่ธรรมชาติของวัตถุแต่ละชิ้นจะมีหลายความถี่ และขึ้นอยู่กับรูปทรง ขนาด วิธีที่เราจับมัน และประเภทวัสดุ ถ้าเรากระตุ้นมันด้วยความถี่ธรรมชาติเหล่านั้นมันจะสั่นตามแรงๆจากปรากฏการณ์สั่นพ้อง (resonance)

12. เวลาที่เหลือเด็กๆช่วยกันวัดคาบการแกว่งของลูกตุ้มที่ทำจากน็อตเหล็กผูกด้วยเส้นด้ายที่ความยาวต่างๆ ข้อมูลอยู่ที https://docs.google.com/spreadsheets/d/1vPh5uK_QLnmrjN4odsvjQQvz0l7IEhf8ES877qedyJ0/edit?usp=sharing ให้เด็กๆไปดูว่าความสัมพันธ์ระหว่างคาบและความยาวลูกตุ้มเป็นอย่างไร โดยตอบคำถามว่าถ้าจะให้คาบเพิ่มเป็นสองเท่า ความยาวลูกตุ้มต้องเพิ่มกี่เท่าครับ