วิทย์ประถม: รู้จักคานดีดคานงัด

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายกลสลับตัว วันนี้ผมสอนให้เด็กๆรู้จักการคานดีดคานงัดช่วยทุ่นแรงหรือเพิ่มความเร็ว

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลสลับตัว:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

จากนั้นเราทำกิจกรรมให้เด็กๆรู้จักคานดีดคานงัดกันครับ

ผมเอาท่ออลูมิเนียมแข็งๆมาพาดกับพนักพิงเก้าอี้ เมื่อเราขยับปลายด้านหนึ่งขึ้นลง ปลายอีกข้างก็จะขยับลงขึ้นในทิศทางตรงข้าม (เช่นถ้าเรากดปลายข้างหนึ่งลง ปลายด้านตรงข้ามก็จะยกขึ้น) บอกให้เด็กๆเปรียบเทียบกับไม้กระดกที่เคยเล่นกัน:

ให้เด็กๆสังเกตว่าเราสามารถขยับของหนักๆได้ง่ายขึ้นถ้าปลายที่เราจับห่างจากพนักเก้าอี้ที่ทำหน้าที่เป็นจุดหมุนมากกว่าระยะทางจากจุดหมุนไปยังของหนัก แต่ระยะทางที่เราต้องออกแรงก็จะมากกว่าระยะทางที่ของหนักเคลื่อนที่ด้วย:

ในทางกลับกัน ถ้าปลายที่เราจับอยู่ใกล้จุดหมุนมากกว่า เราต้องออกแรงมากขึ้น แต่ระยะทางที่เราต้องออกแรงจะน้อยกว่าระยะทางที่ของหนักเคลื่อนที่:

หลักการของคานนี้สามารถใช้ทุ่นแรงคือให้เราออกแรงน้อยๆไปขยับของหนักๆช้าๆก็ได้ หรือใช้เพิ่มความเร็วคือออกแรงมากไปขยับของให้เร็วกว่ามือเราก็ได้

คานแบ่งได้เป็นสามแบบขึ้นกับว่าในจุดทั้งสามที่ประกอบด้วยจุดหมุน จุดที่เราออกแรง และจุดที่มีของหนัก จุดใดอยู่ระหว่างสองจุดที่เหลือ:

ภาพจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Lever เรื่องคาน, Fulcrum = จุดหมุน, Effort = แรงที่เราออก, Resistance load = ของหนักที่เราต้องการขยับ

สิ่งของรอบๆตัวมากมายใช้หลักการคาน เช่น กรรไกร, คีม, ที่ตัดเล็บ, ค้อนถอนตะปู, ไม้พายเรือ, ตะเกียบ, ฯลฯ หรือแม้แต่ในร่างกายเราก็ใช้คานหลายแห่งดังในรูปครับ:

ภาพจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Lever เรื่องคาน, Fulcrum = จุดหมุน, Effort = แรงที่เราออก, Resistance load = ของหนักที่เราต้องการขยับ

เด็กๆใช้คานงัดให้ผมขยับตัวด้วยครับ:

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Your email address will not be published.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.