ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลคนลอยได้ เด็กๆปล่อยแม่เหล็กกลมสองลูกเข้าหากันให้หมุนเร็วๆ คุยกันเรื่อง “ปริมาณการหมุน” (โมเมนตัมเชิงมุม)
(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)
ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลคนลอยได้:
กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ
ผมให้เด็กๆดูคลิปนักสเก็ตน้ำแข็ง:
ให้เด็กๆสังเกตคนเล่นสเก็ตน้ำแข็ งเวลาเขาเริ่มหมุนตัวแขนขาเขาจะกางออก แล้วพอหุบแขนหุบขาเขาจะหมุนตัวเร็วขึ้นมากๆ ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าจักรวาลที่เราอยู่มีกฏของธรรมชาติข้อหนึ่งที่ว่า “โมเมนตัมเชิงมุม” หรือ “ปริมาณการหมุน” นั้นจะคงที่เสมอถ้าไม่มีใครไปบิดให้การหมุนเปลี่ยนไป กฎนี้เรียกว่าการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม ปริมาณการหมุนนั้น เท่ากับผลคูณของ น้ำหนัก (ความจริงคือมวล) กับ ความเร็วในการหมุน กับ ระยะทาง(ที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่)จากจุดหมุน (รายละเอียดพวกนี้ เด็กๆต้องไปศึกษาเพิ่มเติมในวิชาฟิสิกส์ในอนาคตครับ) ถ้าของอะไรบางอย่างกำลังหมุนรอบๆจุดหนึ่งแล้วอยู่ๆระยะทางถึงจุดหมุนลดลง ของนั้นๆก็ต้องหมุนรอบๆจุดหมุนให้เร็วขึ้นเพื่อชดเชยให้ปริมาณการหมุนคงที่ ความจริงข้อนี้เราจะเห็นได้จากนักเล่นสเกตน้ำแข็งที่หมุนตัวเร็วขึ้นเมื่อหุบแขนขา และหมุนช้าลงเมื่อกางแขนกางขา
เราเอากฎข้อนี้มาเล่นได้โดยเอาแม่เหล็กกลมๆขนาดเท่ากันสองลูก แล้วเล่นกลิ้งให้มันชนกันเฉียงๆครับ พอมันดูดติดกันมันจะหมุนเร็วมาก:
ตอนที่แม่เหล็กยังวิ่งเข้าหากันแต่ยังห่างกันอยู่ก็คล้ายๆตอนนักสเก็ตน้ำแข็งกางแขนขาให้กว้างๆ เมื่อแม่เหล็กชิดติดกันก็คล้ายๆนักสเก็ตน้ำแข็งหุบแขนหุบขา
จากนั้นเด็กๆก็เล่นกลิ้งแม่เหล็กกลมๆเข้าหากัน บางครั้งแม่เหล็กจะดูดติดกันและหมุนอย่างเร็วมากอยู่เป็นเวลาหลายวินาที ตอนแรกลูกบอลแม่เหล็กอยู่ห่างกันและวิ่งเฉียงๆเข้าหากันก็มีปริมาณการหมุนระดับหนึ่ง พอมันเข้ามาติดกันมันต้องหมุนเร็วขึ้นมากๆเพื่อชดเชยระยะห่างที่หดลงและให้คงปริมาณการหมุนเอาไว้ ผมบอกว่าถ้าเราทำการทดลองนี้ในอวกาศที่ไม่มีแรงต้านจากอากาศ และไม่มีความฝืดจากพื้น แม่เหล็กทั้งสองจะหมุนไปเรื่อยๆนานๆ เหมือนกับการที่โลกที่เกิดจากฝุ่นผงที่ดึงดูดมาติดกันแล้วหมุนมาเป็นเวลา 4-5 พันล้านปีแล้ว เหมือนกับดาวต่างๆ ดวงจันทร์ทั้งหลายหมุนรอบตัวไปเรื่อยๆไม่ยอมหยุดเสียที
บรรยากาศการเล่นจะเป็นประมาณนี้ครับ:
เด็กมัธยมอาจหาความรู้เพิ่มเติมจากสองคลิปนี้ได้ครับ:
