ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลอ่านใจ เด็กๆได้เล่นหรือประดิษฐ์ของเล่นแก้วบินมฤตยูที่ลอยด้วยการหมุนผ่านอากาศ (Magnus effect) เราตั้งชื่อของเล่นให้น่าตื่นเต้นไปอย่างนั้นเอง ไม่อันตรายอะไรครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลเดาใจว่าวาดรูปอะไรครับ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

เด็กๆก็ได้ดูคลิปลูกบาสเก็ตบอลถูกทำให้หมุนแล้วปล่อยให้ตกจากที่สูง ปรากฎว่าลูกบอลลอยออกไปได้ไกลมากแทนที่จะตกลงมาตรงๆเวลาปล่อยแบบไม่หมุนครับ:

เวลาลูกบอลหรือทรงกระบอกหมุนๆวิ่งผ่านอากาศ แรงเสียดทานระหว่างอากาศและลูกบอลจะทำให้อากาศด้านหนึ่งเลี้ยวเข้าหาหลังลูกบอลมากกว่าอีกด้านหนึ่ง โดยด้านที่ผิวลูกบอลหมุนไปทางเดียวกับอากาศที่วิ่งผ่านลูกบอล (ก็คือทิศตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกบอลนั่นเอง) จะทำให้อากาศเลี้ยวมากกว่า ทำให้ลูกบอลโดนดึงไปทางนั้นครับ

เราเห็นปรากฎการณ์นี้ในกีฬาหลายๆอย่างเช่นฟุตบอล เทนนิส ปิงปอง เบสบอล หรือกีฬาอะไรก็ตามที่มีลูกบอลหมุนๆวิ่งผ่านอากาศครับ ในปืน BB ยิงกระสุนพลาสติกก็ใช้เทคนิคนี้ให้กระสุนวิ่งหมุนแบบ back-spin ให้ลอยอยู่นานๆ เรียกว่า hop-up ครับ

ผมเลือกบางส่วนของคลิปนี้ให้เด็กๆดู ให้เห็นการโค้งของลูกบอล:

ถ้าเรามีทรงกระบอกหมุนเร็วๆวิ่งผ่านอากาศแล้วเราหาทางยึดติดกับทรงกระบอก การเคลื่อนที่โค้งขึ้นของทรงกระบอกก็เกิดแรงยกทำเป็นเครื่องบินได้ครับ:

พอเด็กๆดูวิดีโอและคำอธิบายเสร็จก็หัดเล่นหัดประดิษฐ์ของเล่นที่ใช้หลักการนี้กันครับ เอาถ้วยพลาสติกสองอันมาติดกันที่ก้นถ้วย แล้วใช้หนังยางดีดออกไปให้หมุนๆ เราสามารถทำให้ถ้วยพุ่งตกลงพื้นเร็วๆหรือให้ถ้วยร่อนอยู่ในอากาศนานๆขึ้นกับว่าเราทำให้หมุนแบบไหน แบบ top-spin หรือ back-spin ครับ ดูวิธีทำในวิดีโอเลยครับ:

บรรยากาศการเล่นครับ:

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลลูกบอลลอย เด็กๆได้เปรียบเทียบการเป่าลมเข้าถุงแบบติดกับปากถุงและการเป่าลมห่างจากปากถุง ได้สังเกตว่าสายลมเร็วๆจะพาให้ลมรอบๆไหลตามไปด้วย ได้รู้จักสิ่งประดิษฐ์จากหลักการนี้

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลเสกลูกบอลให้ลอยไปลอยมาครับ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

ผมแจกถุงพลาสติกให้เด็กๆคนละถุง และให้เด็กๆเป่าลมใส่ถุง โดยให้ปากติดกับถุง ให้นับว่าต้องหายใจเข้าแล้วเป่ากี่ครั้งถุงจึงจะโป่งเต็มที่

จากนั้นผมถามเด็กๆว่าเราสามารถเป่าครั้งเดียวให้เต็มถุงเลยได้ไหม เด็กๆพยายามแต่ปอดของพวกเขาเล็กเกินไป ต้องเป่าหลายครั้ง

ผมเฉลยวิธีโดยการเป่าห่างจากปากถุงประมาณ 10-30 เซ็นติเมตร จะพบว่าเต็มถุงโดยเป่าครั้งเดียวดังในคลิปข้างล่าง เด็กๆก็ทดลองทำกันก็ได้ผล:

การทดลองของเราอาศัยหลักการของเบอร์นูลลีกันครับ หลักการคือที่ใดที่อากาศไหลเร็ว ความดันอากาศแถวนั้นจะน้อย ดังนั้นถ้าบริเวณอื่นที่อยู่รอบๆมีความดันอากาศมากกว่า ก็จะมีลมวิ่งจากที่ความดันมากเข้าหาที่ความดันน้อยกว่า หลักการนี้ใช้ได้กับของที่ไหลได้และมีความหนืดน้อยๆเช่นอากาศและน้ำ

เมื่อเราเป่าลมห่างจากปากถุง ลมจากปากเราจะวิ่งเข้าปากถุง สายลมนี้วิ่งเร็วกว่าอากาศรอบๆสายลม ความดันมันจึงต่ำกว่า อากาศรอบๆที่มีความดันสูงกว่าจึงวิ่งเข้าหาความดันต่ำแล้วผสมโรงวิ่งเข้าไปในถุงด้วย ถุงจึงโป่งเร็วกว่าการที่เราเอาปากไปเป่าเข้าถุงตรงๆ

หลักการนี้ใช้ประโยชน์ได้ในสถานการณ์ที่เราต้องการเป่าลมเข้าไปในห้องเยอะๆ (เช่นเวลาไล่ควัน หรือกลิ่นเหม็นๆ) แทนที่เราจะเอาพัดลมไปจ่อติดกับประตูหรือหน้าต่างเลย เราควรเว้นระยะสักหน่อย (เช่นสักหนึ่งฟุตถึงไม่กี่เมตร) เพื่อให้กระแสลมจากพัดลมดึงเอาอากาศรอบๆให้วิ่งเข้ามาร่วมวงด้วย

มีนักประดิษฐ์ที่ชื่อ Sir James Dyson (ผู้คิดค้นเครื่องดูดฝุ่นแบบลมหมุนโดยไม่ต้องใช้ถุงเก็บฝุ่นและผู้ผลิดเครื่องเป่ามือให้แห้งอย่างรวดเร็วด้วยกระแสลม) ได้ประดิษฐ์พัดลมที่ใช้หลักการนี้ คือให้ลมความเร็วสูง(ซึ่งมีความดันต่ำ)มาชักชวนให้อากาศรอบๆที่ความดันสูงกว่าวิ่งเข้ามาร่วมวง ทำให้มีกระแสลมปริมาณเยอะขึ้น:

เราใช้หลักการเดียวกันนี้พ่นละอองน้ำได้ เพราะเมื่อเราเป่าลมจากหลอดออกมาเป็นสายลมเร็วๆ ความดันอากาศแถวนั้นก็จะลดลง สามารถดึงน้ำจากด้านล่างขึ้นมาได้:

ด้วยหลักการเดียวกันนี้ เราสามารถเล่นให้ตื่นเต้นมากขึ้นอีก สามารถใช้เครื่องเป่าใบไม้ที่พ่นลมได้เร็วและแรง มาเป่าเหนือท่อพลาสติกใส ความเร็วของลมจากเครื่องเป่าใบไม้ทำให้ความดันอากาศด้านบนของท่อพลาสติกต่ำกว่าอากาศด้านล่างของท่อ อากาศจึงไหลจากที่ความดันสูงไปความดันต่ำ ถ้ามีอะไรเบาๆเช่นลูกบอลไหมพรม มันก็จะลอยตามลมไปด้วย: