วิทย์ประถม: การไหลของอากาศและน้ำบริเวณผิวโค้ง (Coandă effect)

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เราสังเกตการไหลของอากาศและน้ำที่จะไหลไปตามผิวเรียบๆ และถ้าผิวโค้งเราจะทำให้ทิศทางการไหลเลี้ยวไปตามผิวได้ เราทดลองโดยการเป่าลมให้เทียนดับโดยใช้ภาชนะต่างๆมาขวางกั้นไว้

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลเสกฝาขวดเข้าขวดครับ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

การทดลองสัปดาห์นี้ผมเริ่มด้วยกลใช้ “พลังจิต” ขยับดินสอ:

ผมยังไม่เฉลยว่าทำอย่างไร แต่หลังจากเรียนเสร็จแล้ว เด็กๆเข้าใจว่ากลทำงานอย่างไร

ต่อไปผมก็ทำการเป่าเทียนให้ดับ โดยมีสิ่งกีดขวาง ถ้าเราเป่าให้ลมวิ่งไปตามผิวโค้งนูนของสิ่งกีดขวาง ลมก็จะวิ่งโค้งไปตามผิวและสิ่งกีดขวางก็จะถูกดูดเข้าสู่สายลมด้วย ปรากฎการณ์นี้เรียกว่า Coandă effect (อ่านว่าควานด้า) เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ปีกเครื่องบินมีแรงยกให้บินได้ ทดลองดูได้แบบในคลิปครับ:

เราสามารถใช้สายน้ำแทนสายลมก็ได้ จะมีปรากฎการณ์เดียวกันและเห็นได้ชัด:

จากนั้นเด็กๆก็แยกย้ายกันทดลองเป่าลมไปตามผิวสิ่งกีดขวางกัน:

ก่อนหมดเวลา เด็กๆเดาได้ว่ากลพลังจิตขยับดินสอก็ทำงานโดยที่ผมเป่าลมเบาๆใส่พื้นโต๊ะเรียบ และสายลมวิ่งไปตามผิวโต๊ะไปชนดินสอนั่นเอง

วิทย์ประถม: ลอยลูกแก้วด้วยฟอยล์อลูมิเนียม

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เด็กๆทำฟอยล์อลูมิเนียมเป็นรูปทรงต่างๆเพื่อรับน้ำหนักลูกแก้วให้ลอยในน้ำได้

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลงอช้อนครับ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

สัปดาห์นี้ผมเอาลูกแก้วมาชั่งน้ำหนักให้เด็กๆดู (น้ำหนักประมาณ 5.6 กรัม) แล้วปล่อยลงในน้ำ ก่อนจะปล่อยให้เด็กๆเดากันว่ามันจะลอยหรือจม เมื่อมันจมผมก็เอาฟอยล์อลูมิเนียม (ฟอยล์ห่อปลาเผา) ขนาดกว้างยาวประมาณ 10 ซ.ม. x 10 ซ.ม. มาชั่งน้ำหนัก (ประมาณ 0.4 กรัม) และลอยอยู่ที่ผิวน้ำให้เด็กๆดู

จากนั้นผมก็ถามเด็กๆว่าถ้าเราเอาลูกแก้วไปวางบนฟอยล์ จะจมหรือลอย เมื่อเด็กๆเดาเสร็จ ผมก็ทดลองวางลูกแก้วให้เด็กๆดู

ผมให้เด็กๆสังเกตว่ารูปทรงฟอยล์เป็นอย่างไร ทำไม่ไม่จมลงไป ถ้าเราดูด้านข้างเราจะเห็นฟอยล์ตรงกลางจมลงไปในน้ำเล็กน้อย เป็นการแทนที่น้ำทำให้เกิดแรงลอยตัวที่น้ำดันกลับ สามารถรับน้ำหนักลูกแก้วได้ น้ำที่ขอบๆฟอยล์ก็ไม่ทะลักเข้ามาง่ายๆเพราะน้ำมีแรงตึงผิวอยู่ ผิวน้ำยังไม่แตกแยกออก

จากนั้นผมก็ค่อยๆเพิ่มจำนวนลูกแก้วบนฟอยล์ไปทีละลูก และให้สังเกตรูปทรงฟอยล์ที่ค่อยๆเปลี่ยนไป เมื่อวางลูกแก้วได้ 5-6 ลูก ฟอยล์ก็จะเสียรูปทรงทำให้น้ำเข้าและจมในที่สุด

ภาพข้างล่างเหล่านี้คือภาพจำนวนลูกแก้วตั้งแต่ 1-5 ลูก และด้านข้างของแผ่นฟอยล์ที่เปลี่ยนไป

ให้เด็กๆสังเกตว่าถ้าน้ำเริ่มเข้ามาในแผ่นฟอยล์ได้ มันจะจม ถ้าจะให้จมยากๆจะทำอย่างไร เด็กๆมีการเสนอว่าทำให้เป็นแพหรือเรือ จึงแจกฟอยล์อลูมิเนียมให้เด็กๆแยกย้ายกันสร้างรูปทรงต่างๆให้รับน้ำหนักลูกแก้วได้มากๆ ให้ทดลองดัดแปลงสังเกตเรียนรู้ด้วยตนเองกัน

วิทย์ประถม: การแทนที่น้ำ, วัดปริมาตรกำปั้นด้วยการวัดแรงลอยตัว

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เราทำการทดลองเกี่ยวกับการแทนที่น้ำและวัดปริมาตรกำปั้นของเราโดยการวัดขนาดแรงลอยตัวกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลสลับตัวครับ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

สัปดาห์นี้เราเล่นกับแรงลอยตัวเป็นสัปดาห์สุดท้ายครับ ทบทวนจากสัปดาห์ที่แล้วว่า น้ำ 1 มิลลิลิตร (1 ซีซี) หนัก 1 กรัม และเมื่อของจุ่มลงไปในน้ำ มันต้องดันน้ำให้ย้ายไปที่อื่น น้ำก็ดันสู้ เกิดเป็นแรงลอยตัวนั่นเอง ขนาดของแรงลอยตัวถูกค้นพบเมื่อสองพันกว่าปีมาแล้ว นักวิทยาศาสตร์ชื่ออาคิมีดีสค้นพบว่าเมื่อจุ่มของลงไปในน้ำ น้ำจะดันของนั้นๆขึ้นด้วยแรงลอยตัวค่าหนึ่ง แรงลอยตัวนี้มีมีค่าเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ด้วยของที่จุ่มลงมาครับ

ผมใช้ถ้วยพลาสติกที่มีหลอดให้น้ำไหลออกอยู่ด้านข้างค่อนไปด้านบน เมื่อใส่น้ำเต็ม น้ำจะไหลออกเรื่อยๆจนถึงระดับรูของหลอดแล้วจะหยุดไหล จากนั้นเมื่อเอาของจุ่มลงไปในน้ำ น้ำที่ไหลออกมาก็คือน้ำที่ถูกแทนที่ด้วยปริมาตรของสิ่งที่จุ่มลงไปนั่นเอง ผมให้เด็กๆเดาว่าปริมาตรนิ้วชี้ของผมมีขนาดกี่มิลลิลิตร แล้ววัดโดยการจุ่มนิ้วให้น้ำไหลออกมาจากหลอด แล้วชั่งน้ำหนักว่าน้ำที่ไหลออกหนักกี่กรัม คิดเป็นปริมาตรเท่าไร

จากนั้นผมให้เด็กๆสังเกตว่าถ้าเอาภาชนะใส่น้ำและวางไว้บนตาชั่ง เมื่อเอาของไปจุ่มน้ำ น้ำหนักบนตาชั่งจะเพิ่มเท่ากับแรงลอยตัว ซึ่งเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ด้วยปริมาตรของที่จุ่มน้ำ

การทดลองต่อไปคือให้เด็กๆวัดปริมาตรของมือและกำปั้นของเขาโดยการจุ่มน้ำในภาชนะที่วางบนตาชั่ง ดูว่าน้ำหนักเพิ่มเท่าไร น้ำหนักที่เพิ่ม = แรงลอยตัว = น้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ ซึ่งเราคำนวณได้ว่าน้ำที่ถูกแทนที่มีปริมาตรเท่าไร เพราะเรารู้ว่าน้ำ 1 กรัมมีปริมาตร 1 มิลลิลิตร

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)