(คราวที่แล้วเรื่องแสงเปลี่ยนทิศและถุงพลาสติกมหัศจรรย์อยู่ที่นี่ครับ)

 

วันนี้เป็นวันอังคารที่ผมเข้าไปทำการทดลองวิทยาศาสตร์กับเด็กๆป. 1, 2, 3 กลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและเด็กๆอนุบาล 2 และ 3 โรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิ วันนี้การทดลองคือเล่นของเล่นที่เรียกว่านักดำน้ำ (หรือ Cartesian Diver) โดยที่เด็กๆประถมจะได้ลงมือประดิษฐ์เองเลย แต่เด็กๆอนุบาลจะได้แต่เล่นของเล่นที่ทำเสร็จแล้ว

 

ของเล่นประดิษฐ์ง่ายมากครับ แค่มีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้คือ หลอดกาแฟพลาสติก เทปกาว กรรไกร ขวดพลาสติก(ใส่น้ำดื่มหรือน้ำอัดลม)ขนาด 1.25 ถึง 2 ลิตร น้ำ ดินน้ำมัน และแก้วใส่น้ำ

 

วิธีทำก็คือตัดหลอดกาแฟมายาวสัก 3-4 นิ้ว แล้วพับให้ข้างหนึ่งยาวกว่าอีกข้างสักครึ่งนิ้วหรือหนึ่งนิ้ว เอาเทปกาวมาติดให้หลอดพับอยู่แบบนั้น จากนั้นก็ตัดปลายหลอดข้างที่ยาวให้เป็นสองแฉกเท่าๆกัน แล้วพับแฉกหนึ่งขึ้น (หรือตัดทิ้งก็ได้) แล้วเอาดินน้ำมันมาติดแฉกที่เหลือ (สาเหตุที่เราตัดปลายหลอดข้างยาวเป็นแฉกๆก็เพราะว่าเราไม่ต้องการให้ดินน้ำมันมาอุดปลายหลอดกาแฟ ตอนเราเอาดินน้ำมันมาติด) โอยเขียนวิธีทำแล้วปวดหัวมากเลย ถ้าท่านผู้อ่านอ่านแล้วปวดหัวเหมือนกัน ไปดูคลิปวิดีโอกันดีกว่า:

 

 

จากนั้นเราก็เอาน้ำใส่แก้วสักค่อนแก้ว แล้วเอาหลอดกาแฟติดดินน้ำมันไปลองลอยดู ถ้ามันจม เราก็เอาดินน้ำมันออก จุดมุ่งหมายคือเราต้องการถ่วงหลอดด้วยดินน้ำมันให้ลอยปริ่มๆน้ำที่สุดโดยที่ไม่จม ตอนนี้หลอดกาแฟติดดินน้ำมันพร้อมจะทำหน้าที่เป็น”นักดำน้ำ” ให้เราเล่นแล้ว

 

จากนั้นเราก็เอาน้ำใส่ขวด 1.5 ลิตรให้เต็มๆ แล้วใส่ “นักดำน้ำ” เข้าไปในขวดแล้วปิดฝาขวดให้แน่น “นักดำน้ำ” ควรจะลอยอยู่แถวๆปากขวด

 

จากนั้นเราก็บีบขวด แรงบีบจะทำให้อากาศที่อยู่ในหลอดเล็กลง(น้ำวิ่งเข้าไปแทนที่อากาศในหลอด) ทำให้แรงลอยตัวที่เกิดจากอากาศในหลอดน้อยลง ทำให้ “นักดำน้ำ” จมลง เมื่อเราคลายการบีบ อากาศในหลอดก็จะขยายตัวมีขนาดเท่าเดิม(น้ำไหลออกจากหลอด) ทำให้มีแรงลอยตัวมากพอที่จะทำให้”นักดำน้ำ” ลอยขึ้น

 

เด็กๆประถมเมื่อได้ดูผมทำตัวอย่างให้ดู ก็แยกย้ายกันทำของเล่นของตนเองและทดลองกันเอง ของเล่นของแต่ละคนถูกประดับเป็นรูปต่างๆทั้งรูปคน นางเงือก จรเข้ กิ้งก่า ฯลฯ นอกจากนี้ ปลอกปากกาพลาสติกมาติดดินน้ำมันก็เป็น “นักดำน้ำ” ได้เหมือนกัน น้องแสงจ้าเอาไปติดแขนขาและปรับน้ำหนักมาอย่างดีผมจึงเอาขวดของน้องแสงจ้าไปให้น้องๆอนุบาลดูด้วย

 

 

สำหรับเด็กๆอนุบาล ผมเข้าไปเล่นกลด้วยการจับขวดไว้ด้วยมือหนึ่ง และใช้อีกมือหนึ่งชี้ให้หลอดลอยขึ้่นหรือจมลง เหมือนมีเวทย์มนต์ จากนั้นผมก็ให้เด็กๆช่วยกันใช้นิ้วชี้ให้หลอดลอยขึ้นหรือจมลงพร้อมๆกันทั้งห้อง เป็นที่ครื้นเครงยิ่งนัก จากนั้นก็เฉลยว่าของเล่นทำงานอย่างไร แล้วให้เด็กๆเข้าแถวมาบีบเอง

 

กฏเกณฑ์ธรรมชาติเกี่ยวกับการลอย/จมในของเหลวนี้ถูกค้นพบโดยอาคิมีดีสเมื่อสองพันกว่าปีมาแล้ว เขาเขียนไว้ว่า ของที่ลอยบนของเหลวจะแทนที่ของเหลวที่มีน้ำหนักเท่ากับของนั้นๆ ของที่จมอยู่ก็ถูกดันขึ้นด้วยแรงเท่ากับนำ้หนักของของเหลวที่ถูกแทนที่เช่นกัน