วิทย์ประถม: เริ่มเรื่องสมดุล, ทางช้างเผือก, เรียงของซ้อนกันให้พ้นโต๊ะ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล ได้ดูรูปและวิดีโอทางช้างเผือก จากนั้นได้เล่นเรียงของต่างๆซ้อนกันให้เหลื่อมมากขึ้นเรื่อยๆจนชิ้นบนสุดอยู่เลยชิ้นล่างสุดครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้มีกลสั้นๆสามกล:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

จากนั้นผมทบทวนเรื่องกาแล็กซีทางช้างเผือกที่เคยคุยกับเด็กๆไป (วิทย์ประถม: ภาพแรกจาก JWST, วัดความถี่เสียงที่หูฟังได้)

เด็กๆได้ดูรูปทางช้างเผือกที่ถ่ายในประเทศไทยโดยคุณมติพล ตั้งมติธรรม:

ภาพจาก https://apod.nasa.gov/apod/ap140212.html ในภาพจะเห็นทางช้างเผือกพาดแนวนอนอยู่ตรงกลาง ดาวตกเป็นเส้นดิ่งด้านบนเยื้องไปทางขวา และใกล้ๆดาวตกจะเห็นจรวด Ariane 5 ที่พึ่งปล่อย

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าทางช้างเผือกเป็นสิ่งที่เรียกว่ากาแล็กซี มีดาวนับแสนล้านดวงโคจรรอบๆกันอยู่ เราอาจเปรียบเทียบรูปทรงของกาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นเหมือนไข่ดาว ตรงไข่แดงคือบริเวณตรงกลางที่มีดาวอยู่กันหนาแน่น ดวงอาทิตย์ของเราซึ่งเป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งโคจรอยู่ด้านนอกๆแถวๆไข่ขาว ภาพที่ถ่ายด้านบนเหมือนเราอยู่บนไข่ขาวแล้วมองเข้าไปหาไข่แดง 

จุดสว่างๆในภาพข้างบนเป็นดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์แต่ละดวงอยู่ห่างกันมาก (แสงซึ่งเคลื่อนที่ได้ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที หรือประมาณ 1 พันล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมงต้องใช้เวลาเป็นปีๆที่จะเดินทางจากดาวฤกษ์หนึ่งไปอีกดาวฤกษ์หนึ่ง) แต่เราเห็นว่าอยู่ใกล้กันเพราะดาวทั้งหลายอยู่ไกลจากเรามากๆ

จากนั้นเด็กๆดูคลิปวิดีโอทางช้างเผือกที่ถ่ายทำมาแบบ Time-Lapse คือถ่ายภาพทุกๆหลายนาทีแล้วเอาภาพมาต่อๆกันเป็นวิดีโอเคลื่อนไหว ภาพเหล่านี้ถ่ายด้วยกล้องที่รับแสงเป็นเวลานานทำให้มองเห็นดาวที่ไม่สว่างพอที่เราเห็นด้วยตาเปล่าด้วย:

The Beauty of the Milky Way from Alan Dyer on Vimeo.

ผมบอกเด็กๆว่าจุดสว่างๆแต่ละจุดคือดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์เราเลยนะ ทางช้างเผือกหรือ Milky Way Galaxy คือกลุ่มดาวนับแสนล้านดวงวิ่งโคจรรอบๆกันเพราะมันดึงดูดกันด้วยแรงโน้มถ่วง ตรงที่เราเห็นขาวๆพาดเป็นทางคือบริเวณใกล้จุดศูนย์กลางที่ดาวต่างๆโคจรรอบ แถวๆนั้นมีจำนวนดาวมากมายและหนาแน่นและห่างไกลจากเราทำให้เราไม่เห็นดาวแยกเป็นดวงๆ ให้เด็กๆคิดถึงไข่ดาวแบนๆที่มีไข่แดงตรงกลางและมีไข่ขาวรอบๆ พวกเราบนโลกอยู่แถวๆไข่ขาวห่างจากตรงกลางมาสักครึ่งหนึ่งของไข่ขาว บริเวณที่เราอยู่มีดวงดาวไม่หนาแน่นเท่าแถวกลางๆ 

ตำแหน่งดวงอาทิตย์ (Sun) อยู่แถวไหนในทางช้างเผือก (ภาพจาก http://chandra.harvard.edu/resources/illustrations/milkyWay.html)
ตำแหน่งดวงอาทิตย์ (Sun) อยู่แถวไหนในทางช้างเผือก (ภาพจาก http://chandra.harvard.edu/resources/illustrations/milkyWay.html)

ทางช้างเผือกเป็นเพียงกาแล็กซี่อันหนึ่งในนับแสนล้านอันในจักรวาลที่เราสังเกตเห็นครับ

จากนั้นเด็กๆเริ่มเรียนรู้เรื่องสมดุล โดยหัดเอาบล็อกไม้หรือไพ่มาเรียงซ้อนๆกันโดยให้เหลื่อมๆกันจนบล็อกไม้หรือไพ่บนสุดยื่นออกไปจากอันล่างเยอะๆครับ:

จะเห็นได้ว่าชิ้นบนสุดจะเหลื่อมออกมาจากฐานได้เกือบครึ่งความยาว แต่ชิ้นต่อๆไปจะเหลื่อมน้อยลงเรื่อยๆ การวางแบบนี้ทำให้ไม้หรือไพ่แต่ละชิ้นอยู่ใต้จุดศูนย์ถ่วงโดยรวมของไม้หรือไพ่ทั้งหมดที่อยู่ด้านบนของมัน จึงยังทรงตัวอยู่ได้ 

เด็กหัดเล่นกันใหญ่ครับ:

วิธีคำนวณว่าควรจะวางอย่างไรดูได้ในคลิปนี้ครับ (สำหรับม.ปลายหรือมหาวิทยาลัยนะครับ) สรุปก็คือให้วางเหลื่อมกันเป็น 1/2, 1/4, 1/6, 1/8, 1/10, 1/12 … ของความยาวไม้หรือไพ่ครับ:

Leave a Reply

Your email address will not be published.

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