วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิป Visual Effects ของ Star Wars: The Force Awakens และได้เห็นว่าหลักการกาลักน้ำทำงานในโถส้วมแบบชักโครกอย่างไร เด็กอนุบาลสามได้เล่นปืนใหญ่ลมดับเทียนกันครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ คราวที่แล้วเรื่อง “ปืนใหญ่ลม เล่นปิ้งงู” ครับ)

 สำหรับเด็กประถม ผมให้ดูคลิปนี้ก่อนครับ เป็นคลิปแสดงเทคนิคพิเศษด้านภาพในภาพยนต์ Star Wars: The Force Awakens:

https://www.youtube.com/watch?v=qRQPwJ0O24M

ผมเล่าให้เด็กๆฟังถึงการบอกให้คอมพิวเตอร์วาดภาพสิ่งต่างๆในภาพยนต์จนมันดูเหมือนเป็นของจริง เพราะทุกๆจุดบนภาพมีสีและความสว่าง ถ้าบอกคอมพิวเตอร์ว่าแต่ละจุดจะมีสีอะไรและความสว่างอะไร ก็จะสามารถสร้างภาพที่ต้องการออกมาได้ เล่าว่าคนสร้างหนังจะใช้โปรแกรมสร้างแบบจำลองสามมิติของยานอวกาศแล้วก็บอกว่ามันควรเคลื่อนที่อย่างไรแล้วคอมพิวเตอร์ก็วาดให้ดู ได้เล่าให้ฟังเรื่องการใช้สีเขียวหรือสีฟ้าเป็นตัวแทนฉากหลังที่จะใส่เข้าไปภายหลัง (Chroma Key) ได้เล่าว่าเราสามารถจับภาพการเคลื่อนไหวของใบหน้านักแสดงแล้วเอาการเคลื่อนไหวนั้นๆไปใส่หน้าตัวละครที่เป็นมนุษย์ต่างดาว ได้เล่าว่าคนสร้างหนังมีแบบจำลองว่าฝุ่นหรือน้ำจะเคลื่อนไหวอย่างไรแล้วก็ให้คอมพิวเตอร์คำนวณและวาดให้

ผมอยากให้เด็กๆได้เปิดหูเปิดตาว่าภาพยนต์ที่ดูน่าตื่นตาตื่นใจนั้น มีทีมงานสร้างที่มีความรู้ รู้จักใช้เทคโนโลยีมาประยุกต์ทำของวิเศษให้เราดูกัน หวังว่าเด็กๆบางคนอาจได้ฉุกคิดและสร้างสรรค์ของดีๆต่างๆในอนาคตครับ

จากนั้นเด็กประถมก็มาเรียนเรื่องส้วมกัน 🙂 

ผมเอาแก้วพลาสติกมาเจาะก้น เอาหลอดกาแฟใส่ แล้วอุดกันรั่วด้วยกาวดินน้ำมัน (หรือกาวร้อน) ให้เด็กๆสังเกตว่าน้ำไหลออกจากแก้วเมื่อไรครับ ตอนแรกที่หลอดเหยียดตรง น้ำไม่ไหลจนกระทั้งระดับน้ำสูงกว่าส่วนสูงที่สุดของหลอด และน้ำก็หยุดไหลเมื่อระดับน้ำเท่ากับปากหลอดครับ:

จากนั้นผมให้เด็กๆเดาว่าเกิดอะไรขึ้นถ้าเรางอหลอด ให้ปากหลอดอยู่ต่ำๆ ใกล้ๆกับก้นแก้ว:

ปรากฎว่า น้ำจะเริ่มไหลเมื่อระดับน้ำสูงกว่าส่วนสูงที่สุดของหลอด และจะไหลไปเรื่อยๆจนระดับน้ำเท่ากับปากหลอดครับ ถ้าปากหลอดอยู่ติดก้นแก้วเลย น้ำทั้งหมดในแก้วจะไหลออกหมดเลย

หลักการที่น้ำไหลออกมาอย่างนี้เรียกว่า “กาลักน้ำ” (Siphon) ครับ น้ำหนักของน้ำ ความดัน และแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ ต่างช่วยกันให้น้ำไหลต่อๆกันไปได้จนหมดแก้ว

ผมถามเด็กๆว่าถ้าเราอยู่ในสถานีอวกาศที่โคจรรอบโลก น้ำจะไหลแบบนี้ไหม เด็กๆก็ยกมือกันทั้งสองแบบว่าไหลและไม่ไหล ผมเลยถามว่าเราพอจะทำการทดลองได้ไหม เราจะหาสภาพไร้น้ำหนักบนโลกได้ไหม

ผมถามเด็กๆก่อนว่าทำไมนักบินอวกาศในสถานีอวกาศถึงลอยไปลอยมา เด็กบางคนบอกว่าไม่มีแรงโน้มถ่วง ผมเลยถามว่าถ้าไม่มีแรงโน้มถ่วงในอวกาศแล้วดวงอาทิตย์ดึงโลกให้วิ่งไปรอบๆอย่างไรล่ะ เด็กบางคนบอกว่าในอวกาศมีแรงโน้มถ่วงน้อย ผมก็บอกว่าถ้าแรงโน้มถ่วงมันน้อยจนนักบินไม่มีน้ำหนักจริง โลกจะดึงให้ยานอวกาศและดวงจันทร์วิ่งรอบๆโลกได้เหรอ ดังนั้นนักบินอวกาศลอยไปมาไร้น้ำหนักต้องเป็นเพราะสาเหตุอื่น

ผมถามเด็กๆต่อว่าเด็กๆเคยขึ้นลิฟท์แล้วรู้สึกตัวเบาตัวหนักไหม เด็กๆหลายคนบอกว่าเคย ผมถามต่อว่าตอนไหนรู้สึกตัวหนัก ตอนไหนรู้สึกตัวเบา เด็กตอบว่าตอนลิฟท์เริ่มวิ่งลงจะตัวเบา ถ้าลิฟท์เริ่มวิ่งขึ้นจะตัวหนัก ถ้าลิฟท์วิ่งลงแล้วหยุดจะตัวหนัก ถ้าลิฟท์วิ่งขึ้นแล้วหยุดจะตัวเบา

ผมบอกให้เด็กๆจินตนาการว่าลิฟท์วิ่งลงเร็วขึ้นเรื่อยๆเหมือนมันตกลงมาอย่างอิสระ ตอนนั้นถ้าเราอยู่ในลิฟท์เราก็ตกลงมาเหมือนลิฟท์ เรากับลิฟท์ตกสู่พื้นโลกพร้อมๆกันแล้วเราก็จะไม่กดหรือดันกับลิฟท์ เราจะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก สถานีอวกาศก็เช่นกัน มันกำลังตกเข้าสู่โลก เพียงแต่ว่ามันมีความเร็วแนวเลียดไปกับผิวโลกมากพอ ทำให้มันตกไม่ถึงโลกสักที จึงวิ่งไปรอบๆโลก มนุษย์อวกาศข้างในก็เคลื่อนที่เหมือนกับสถานีอวกาศ จึงไม่รู้สึกว่ามีน้ำหนัก จึงลอยไปมาอยู่ได้

หลังจากคุยกันตั้งนาน เราจึงสรุปกันว่า เราพอจะทำการทดลองสภาพไร้น้ำหนักได้โดยปล่อยให้แก้วตกลงมา เราจึงทำการทดลองและอัดวิดีโอครับ สภาพไร้น้ำหนักอยู่ปลายคลิปนะครับ:

แล้วผมก็ให้เด็กๆดูคลิปการทำงานของโถชักโครกครับว่าทำงานด้วยกาลักน้ำเหมือนกัน:

จากนั้นเด็กๆก็ประดิษฐ์และทดลองกับกาลักน้ำของตนเองกันครับ:

สำหรับเด็กอนุบาล 3/2  ผมให้เขาเล่นปืนใหญ่ลมแบบที่ 3/1 เล่นคราวที่แล้วนะครับ วิธีทำก็เป็นแบบนี้:

ลมที่ออกมาจะเป็นวงแหวน (Vortex Ring) รูปโดนัท สามารถเคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่าการเป่าโดยตรงมากครับ ในบันทึกครั้งที่แล้วผมมีตัวอย่างให้ดูหลายอันนะครับ ลองกดเข้าไปดูครับ

พอผมสร้างของเล่นให้แล้ว เด็กๆก็ลองเล่นใช้ปืนใหญ่ลมเป่าเทียนให้ดับกันครับ: