วิทย์ม.ต้น: หัดไพธอน, เปรียบเทียบการตกลูกบอล

วันนี้เราคุยกันเรื่องพวกนี้ครับ:

1. รุ่นพี่ฝึกไพธอนกันต่อ เขียนโปรแกรมแก้ปัญหาเล็กๆหลายๆอัน มีเฉลยการบ้านจากสัปดาห์ที่แล้วให้เด็กๆไปค้นคว้าหาทางคำนวณด้วยเศษส่วน หน้าตาประมาณนี้ (โปรแกรมเบื้องต้น ไม่มี error handling เพื่อให้เข้าใจง่าย)

# เขียนโปรแกรมรับ เศษและส่วน ตัวที่ 1 และตัวที่ 2
# หาค่า +, -, *, / ของเศษส่วน 1 และ 2

from fractions import Fraction as frac

x1 = int(input("ใส่เศษตัวแรก: "))
x2 = int(input("ใส่ส่วนตัวแรก: "))

y1 = int(input("ใส่เศษตัวที่สอง: "))
y2 = int(input("ใส่ส่วนตัวที่สอง: "))
 
x = frac(x1,x2)
y = frac(y1,y2)

print(f"{x} + {y} = {x+y}")
print(f"{x} - {y} = {x-y}")
print(f"{x} * {y} = {x*y}")
print(f"{x} / {y} = {x/y}")

นอกจากนี้ผมแสดงให้เด็กๆดูว่าใช้ฟังก์ชั่น limit_denominator ในโมดูล fractions หาเศษส่วนมาประมาณค่าต่างๆอย่างไร เช่นอันนี้ประมาณค่าพาย = 3.141592653… ให้ใกล้เคียงที่สุดด้วยเศษส่วนที่ส่วนมีขนาดไม่เกิน 1, 10, 100, … ครับ:

# ประมาณค่าพายด้วยเศษส่วน

from fractions import Fraction as frac

#ค่าพาย 200 หลัก
my_pi = "3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781\
6406286208998628034825342117067982148086513282306647093844609550582231\
7253594081284811174502841027019385211055596446229489549303820"


for e in range(10):
    #print(frac(my_pi).limit_denominator(10 ** e))
    x = frac(my_pi).limit_denominator(10 ** e)
    print(f"ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน {10**e:,}: {x} ≈ {float(x)}")
    

ได้ผลลัพธ์หน้าตาแบบนี้:

ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 1: 3 ≈ 3.0
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 10: 22/7 ≈ 3.142857142857143
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 100: 311/99 ≈ 3.1414141414141414
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 1,000: 355/113 ≈ 3.1415929203539825
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 10,000: 355/113 ≈ 3.1415929203539825
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 100,000: 312689/99532 ≈ 3.1415926536189365
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 1,000,000: 3126535/995207 ≈ 3.1415926535886505
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 10,000,000: 5419351/1725033 ≈ 3.1415926535898153
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 100,000,000: 245850922/78256779 ≈ 3.141592653589793
ประมาณค่าพายเป็นเศษส่วน โดยส่วนไม่เกิน 1,000,000,000: 2549491779/811528438 ≈ 3.141592653589793

แนะนำให้เด็กๆศึกษาตัวอย่างเรื่อง fractions ที่ https://www.tutorialspoint.com/fraction-module-in-python และเรื่อง f-string ที่ https://careerkarma.com/blog/python-f-string/ นะครับ

2. ให้โจทย์รุ่นน้องสังเกตดูว่าลูกบอลต่างๆ (ลูกบอลยาง, ลูกบาส, ลูกปิงปอง, ลูกบอลโฟม) ตกลงพื้นเร็วเท่ากันไหม ลูกไหนตกเร็วหรือตกช้า เด็กๆก็จัดการถ่ายวิดีโอแล้วใส่เข้าไปในโปรแกรม Tracker เพื่อนับการเคลื่อนที่แต่ละเฟรม หรือบางคลิปก็วัดตำแหน่งที่เวลาต่างๆด้วยครับ

บรรยากาศตอนทดลองเป็นแบบนี้:

ให้เด็กๆสังเกตดูว่าลูกบอลต่างๆ (ลูกบอลยาง, ลูกบาส, ลูกปิงปอง, ลูกบอลโฟม) ตกลงพื้นเร็วเท่ากันไหม ลูกไหนตกเร็วหรือตกช้า…

Posted by Pongskorn Saipetch on Thursday, December 17, 2020

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าเวลามีของตกจากที่สูง มันจะตกเร็วขึ้นเรื่อยๆเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก แต่ขณะเดียวกันยิ่งมันตกเร็วเท่าไร แรงต้านอากาศก็จะเพิ่มขึ้นตาม ทำให้ของแต่ละอย่างตกลงมาด้วยความเร็วต่างกันขึ้นอยู่กับรูปร่างความสามารถในการแหวกอากาศและความหนาแน่นของมัน ความเร็วสูงสุดที่ของแต่ละชิ้นที่จะตกลงมาได้เรียกว่า Terminal Velocity สำหรับคนที่กระโดดมาจากเครื่องบินแต่ร่มไม่กางความเร็วสูงสุดจะประมาณ 200-300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (ขึ้นกับว่ากางแขนขาเพื่อต้านลมหรือเปล่า)  แม้ว่าความเร็วการตกจะเร็วแบบนั้น แต่ก็มีคนรอดชีวิตหลายคนด้วยความโชคดีต่างๆเช่นตกโดนต้นไม้อ่อน ตกโดนสายไฟ ตกลงน้ำ

ไฟล์วิดีโอต่างๆที่ถ่ายวันนี้โหลดได้ที่นี่เผื่อใครต้องการใช้ Tracker จับตำแหน่งการตกนะครับ

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.