วันนี้เราคุยเรื่องเหล่านี้กันครับ:

1. เราดูคลิประเบิดต่างๆ รู้จักการทำงานของดินปืนที่เผาไหม้ (deflagration) ที่ความเร็วการเผาไหม้น้อยกว่าความเร็วเสียง เปรียบเทียบกับการระเบิด (detonation) ที่การเผาไหม้เร็วกว่าความเร็วเสียง และคลิปการระเบิดต่างๆ:

2. เข้าใจการทำงานของลูกกระสุนในปืน, ลูกกระสุนมักจะทำจากโลหะที่หนาแน่นและอ่อนเช่นตะกั่ว, ลำกล้องเรียบไม่แม่นยำเท่าลำกล้องเกลียวเพราะกระสุนในลำกล้องเรียบไม่ได้วิ่งออกไปในทิศทางขนานลำกล้องเป๊ะๆ และลำกล้องเกลียวทำให้กระสุนหมุนทำให้รักษาทิศทางดีขึ้น (เหมือนขว้างลูกอเมริกันฟุตบอลให้หมุนจะได้วิ่งไปตรงๆและไกลๆ ตามกฎอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม), หัวกระสุนตะกั่วมักจะหุ้มทองแดงเพื่อไม่ให้ตะกั่วหลุดติดเกลียวลำกล้องทำให้ลำกล้องภายในเล็กลง เพิ่มความดันในลำกล้อง และอาจทำให้กระสุนค้างในลำกล้องหรือลำกล้องแตกได้

3. ทดลองดูแบบจำลองความเสียหายจากระเบิดนิวเคลียร์ขนาดต่างๆ โดยสามารถเลือกจุดที่ระเบิด ระเบิดบนเป้าหมายที่พื้นหรือเหนือเป้าหมาย (กดดูลิงก์ใต้ภาพดูนะครับ)

4. เด็กๆได้รู้จักคุณ Tsutomu Yamaguchi ที่รอดชีวิตจากระเบิดนิวเคลียร์สองลูก ทั้งที่ฮิโรชิมา และนางาซากิ แล้วมีชีวิตยืนยาวจนถึง 93 ปี เสียชีวิตเมื่อปี 2010

5. เด็กๆได้รู้จักคุณ Stanislav Petrov ผู้ตัดสินใจไม่ยิงขีปนาวุธนิวเคลียร์จากสหภาพโซเวียตเมื่อปี 1983 เมื่อได้รับสัญญาณเตือนภัยจากดาวเทียมว่ามีขีปนาวุธ 1 ตามด้วย 5 ลูกยิงมาจากสหรัฐอเมริกา คุณ Petrov ไม่ยิงตอบโต้เพราะคาดว่าสัญญาณเตือนภัยเป็นสัญญาณผิดพลาด ซึ่งก็เป็นอย่างนั้นจริงๆ พวกเราจึงยังมีชีวิตอยู่ทุกวันนี้ครับ ไม่งั้นคงมีสงครามโลกครั้งที่ 3 และเราอาจจะสูญพันธุ์ไปแล้ว

6. เด็กๆได้รู้จัก Goal Seek ในสเปรดชีต ที่จะทำหน้าที่ลองเปลี่ยนค่าในเซลล์ของสเปรดชีตไปมา เพื่อให้ได้สิ่งที่เราต้องการ เช่นการบ้านจากสัปดาห์ที่แล้วที่ให้เด็กๆไปทดลองเปลี่ยนอัตราเงินเฟ้อเพื่อหาคำตอบว่าถ้าสินค้าราคาเพิ่มเป็น 2 เท่าในเวลา 1, 2, 3, 6, 10, 36, หรือ 72 ปี อัตราเงินเฟ้อในแต่ละกรณีเท่ากับเท่าไรต่อปี เราสามารถใช้ Goal Seek ให้คอมพิวเตอร์ทำงานแทนเราก็ได้

ตัวอย่างในคลิปข้างล่างนี้คือหาว่าอัตราเงินเฟ้อเฉลี่ยปีละเท่าไรจะทำให้ราคาของเพิ่มเป็นสองเท่าในสิบปี (จริงๆแล้ว(ปัญหาง่ายๆอย่างนี้แก้โดยใช้สูตรยกกำลังตรงๆก็ได้ แต่ Goal Seek ใช้แก้ปัญหาซับซ้อนกว่านี้ได้ เลยให้เด็กๆรู้จักกันไว้)):

Goal Seek มีทั้งใน Google Sheets และใน Excel ทดลองเล่นกันดูได้ครับ

ตัวอย่างสเปรดชีตที่เราเล่นกันในชั้นเรียนก็มีอันนี้ที่ใช้ Goal Seek หาอัตราเงินเฟ้อ และอันนี้ใช้ Goal Seek หาว่าต้องขายของกี่ชิ้นถึงจะถึงจุดคุ้มทุน

วันนี้เราคุยเรื่องเหล่านี้กันครับ

1. เราดูคลิปวิดีโอการระเบิดที่เบรุตเมื่อคืนนี้:

My heart hurts . I fell apart watching this video . I’m devastated, shattered and lost for words . Lebanon I’m praying for you im praying for the people #beirut #Lebanon pic.twitter.com/iE5pwHU5K4

— ? Gargi ? (@Gargi99020829) August 5, 2020

2. เราดูวิดีโอแล้วดูว่าเสียงระเบิดถึงเราหลังจากเห็นแสงไฟระเบิดประมาณ 4 วินาที ดังนั้นเราคาดว่าระเบิดอยู่ห่างจากกล้องประมาณ (4 วินาที)x(ความเร็วเสียง) เนื่องจากเสียงเดินทางได้ประมาณ 1 กิโลเมตรใน 3 วินาที ระยะทางจากระเบิดถึงกล้องควรจะประมาณกิโลเมตรเศษๆ เช่น 1.3 กิโลเมตร

3. เราสงสัยว่าตึกที่เกิดเหตุมีขนาดใหญ่แค่ไหน นักเรียนคนหนึ่งบอกว่าเราดู Google Maps กันดีไหม เราจึงกดเข้าไปดูกัน ได้ขนาดตึกยาว 150 เมตร (จริงๆหน้าตามันเหมือนไซโลทรงกระบอกหลายๆอันอยู่ด้วยกัน)

3. เราเอาวิดีโอมาดูทีละเฟรม แต่ละเฟรมห่างกัน 1/30 วินาที พบว่าตอนเริ่มระเบิด ลูกไฟระเบิดขยายตัว 75 เมตรใน 1/30 วินาที หรือเท่ากับ 2,250 เมตรต่อวินาที ความเร็วอันนี้ควรจะอยู่ระดับเดียวกับ detonation velocity ของสารที่ระเบิด (แต่จะน้อยกว่า detonation velocity)

4. เราหาดูว่าสารระเบิดแบบไหนมี detonation velocity ประมาณ 2,000-3,000 เมตรต่อวินาทีในตารางนี้ดูกัน พบว่า Ammonium Nitrate (2,700 m/s) หรือ Tenerit Simply (2,750 m/s) ใกล้เคียงที่สุด ถ้าเป็นระเบิดประเภทอื่นๆเช่น TNT ลูกไฟจะขยายตัวเร็วกว่านั้น

5. รัฐบาลเลบานอนบอกว่าการระเบิดเกิดจาก Ammonium Nitrate กว่า 2,700 ตันที่เก็บไว้แถวท่าเรือ ดังนั้นข้อมูลจากวิดีโอไม่ได้ขัดแย้งข้อมูลจากรัฐบาลว่าสารระเบิดคือสารอะไร

6. เราพยายามหาตำแหน่งกล้องบน Google Maps ด้วยว่าน่าจะอยู่แถวไหนตอนระเบิด พบว่าห่างไปประมาณ 1.25 กิโลเมตร ใกล้เคียงกับการประมาณข้อ 2 ด้านบน

7. ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่า “ควัน” ขาวๆกลมๆรอบๆระเบิดนั้นคือเมฆ เป็นไอน้ำในอากาศที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำเล็กๆเหมือนในเมฆเพราะคลื่นช็อค (shock wave) จากแรงระเบิดวิ่งผ่าน

8. ถ้าเราหาวิดีโอที่มีของที่เรารู้จักว่ากระเด็นอย่างไร และอยู่ห่างจากระเบิดเท่าไร เราจะสามารถประมาณพลังงานของระเบิดได้ว่าระเบิดมีกี่ตัน วิธีนี้นักฟิสิกส์ชื่อ Enrico Fermi (คนเดียวกับที่ถาม Fermi Paradox เกี่ยวกับมนุษย์ต่างดาว) เคยใช้ประมาณพลังงานระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรกมาแล้ว

9. ถ้าเราใช้สมมุติฐานที่ว่าระเบิดคือ Ammonium Nitrate 2,700 ตัน เราสามารถเทียบพลังงานกับ TNT ว่าเป็น 0.42 x 2,700 ตัน = 1,134 ตัน TNT หรือประมาณ 1 กิโลตัน TNT
(ตัวเลข 0.42 คือ Relative Effectiveness สำหรับเทียบสารระเบิด Ammonium Nitrate กับ TNT)

10. พลังงานระเบิดครั้งนี้เท่ากับประมาณ 1/15 ของพลังงานระเบิดนิวเคลียร์ลูกที่ระเบิดเหนือเมืองฮิโรชิมาในสงครามโลกครั้งที่สอง (หรือเท่ากับ 1/20 ของลูกที่ลงเมืองนางาซากิ) ถ้าเทียบกับระเบิดนิวเคลียร์ปัจจุบัน ระเบิดครั้งนี้ปล่อยพลังงานประมาณ 1/100 – 1/10,000 เท่าของระเบิดนิวเคลียร์ปัจจุบัน

11. เด็กๆได้ดูคลิปประมาณว่าถ้าเอาระเบิดนิวเคลียร์ทุกลูกมาระเบิดจะเกิดอะไรขึ้นกับมนุษย์:

12. เด็กๆทำกิจกรรมหาปริมาณน้ำที่ทำให้กระป๋องอลูมิเนียมตั้งอยู่เอียงๆได้ ให้หัดให้เคยชินกับการทดลองหาความรู้ใหม่ๆด้วยตัวเอง ไม่ต้องรอให้ใครมาบอก วิธีทำดังในคลิปครับ:

บรรยากาศการทดลองวันนี้ครับ:

วันนี้เราฝึกใช้สเปรดชีตเป็นเครื่องคิดเลขช่วยคำนวณสิ่งต่างๆกันต่อครับ

1. เด็กม.2 เปรียบเทียบขนาดปลายนิ้วกับเซลล์ จะได้อัตราส่วนพอๆกับเมล็ดข้าวกับห้อง (ลองคำนวณตามที่คลิปนี้เทียบเอาไว้) ตัวอย่างสเปรดชีตอยู่ที่นี่ครับ

2. เด็กม.2 รู้จัก geometric mean ที่ใช้หาค่าเฉลี่ยที่เกี่ยวข้องกับปริมาณที่มีการเติบโตแบบเรขาคณิต (geometric growth หรือ exponential growth)

3. เด็กม.1และ 2 ได้รู้จักหน้า YouTube ของ Dr. James O’Donoghue ที่มีอนิเมชั่นช่วยให้เข้าใจระบบสุริยะและความเร็วแสงอย่างดีเยี่ยม ยกตัวอย่างเช่นอัตราการหมุนของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ:

วิดีโอยาวห้าชั่วโมงกว่าๆซึ่งเป็นเวลาจริงๆที่แสงเดินทางจากดวงอาทิตย์ไปยังดาวเคราะห์ต่างๆจนถึงพลูโต ระยะทางมีอัตราส่วนที่ถูกต้องเมื่อเทียบกับความเร็วแสง ขนาดดาวต่างๆขยายขึ้น 1,000 เท่าเพื่อให้เราสามารถมองเห็นได้:

เปรียบเทียบขนาดและการหมุนของดาวเคราะห์ต่างๆและดวงอาทิตย์:

พื้นผิวโลกถ้าไม่มีน้ำปกคลุม:

4. เราเปรียบเทียบแนวที่เปลือกโลกชนกันในอนิเมชั่นพื้นผิวโลกข้างบน กับแนวที่มีแผ่นดินไหวข้างล่าง:

5. เด็กม.1 ได้รู้จักดาวนิวตรอน (neutron star) ที่แรงกดทับจากแรงโน้มถ่วงกดให้อะตอมยุบตัว ผลักอิเล็กตรอนไปรวมกับโปรตอนในนิวเคลียสกลายเป็นนิวตรอน ทำให้อะตอมลดขนาดเหลือเท่านิวเคลียสที่เต็มไปด้วยนิวตรอน ได้รู้จักว่าเทคโนโลยีต่างๆของเราเกิดขึ้นได้เพราะมีดาวนิวตรอนโคจรและชนกันทำให้เกิดธาตุหนักหลายๆชนิดที่เราใช้สร้างเครื่องมือต่างๆของเรา (กระบวนการชนนี้เรียกว่า kilonova )

6. เด็กม.1 และ 2 ได้รู้จัก Time Value of Money ซึ่งแปลว่าเงินปัจจุบันจะมีค่ามากกว่าเงินจำนวนเดียวกันในอนาคต เช่นเงิน 10,000 บาทวันนี้มีค่ากว่าเงิน 10,000 บาทอีก 12 เดือนข้างหน้า

7. โดยปกติเงินปัจจุบันจะมีค่ามากกว่าเงินจำนวนเดียวกันในอนาคต เพราะเงินปัจจุบันสามารถเอาไปลงทุนให้งอกเงยได้ นอกจากนี้ของต่างๆก็อาจมีราคาแพงขึ้นทำให้ในอนาคตต้องใช้จำนวนเงินมากขึ้นเพื่อซื้อของเท่าเดิม (ภาวะเงินเฟ้อ หรืออ่านง่ายๆที่นี่)

8. เด็กๆหัดคำนวณราคาสินค้าที่เงินเฟ้อต่อปีเท่ากับค่าต่างๆ สเปรดชีตตัวอย่างอยู่ที่นี่ครับ

9. การบ้านเด็กๆสำหรับศุกร์หน้าคือให้ไปทดลองเปลี่ยนอัตราเงินเฟ้อเพื่อหาคำตอบให้ปัญหานี้: ถ้าสินค้าราคาเพิ่มเป็น 2 เท่าในเวลา 1, 2, 3, 6, 10, 36, หรือ 72 ปี อัตราเงินเฟ้อในแต่ละกรณีเท่ากับเท่าไรต่อปี