หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 37 – พลังเฉี่ยยของน้ำแข็งก้อน

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


พลังเฉี่ยยของน้ำแข็งก้อน

ขั้นตอนแรกคือ การนำเอาน้ำแข็งก้อน (Ice cube) ที่ทำด้วยน้ำองุ่นหรือน้ำทับทิม (Pomegranate) ออกจากช่องแช่เข็ง (Freezer) ในตู้เย็น แล้วปล่อยให้ละลาย (Thaw) สักเล็กน้อยในชาม ประมาณ 10 นาที เพื่อมิให้เลอะ (Stain) บนโต๊ะเคาน์เตอร์ในครัว ให้เด็กวางถาดโลหะ (Metal tray) บนพื้นผิวราบเรียบ (Flat surface)

จากนั้น ให้เด็กนำน้ำแข็งก้อนวางบนถาดโลหะ แล้วถามเด็กว่า น้ำแข็งก้อนเคลื่อนที่ไหม? ขั้นตอนต่อไป ให้เด็กใช้มือดันน้ำแข็งก้อน แล้วปล่อยมือ เด็กจะสังเกตเห็นการเคลื่อนที่ของน้ำแข็งก้อน ไปทิศทางเดียวกัน ถามเด็กว่า รูปทรง (Shape) ของก้อนน้ำแข็งเป็นอย่างไร? เป็นแนวเส้นตรง (Straight) หรือไม่?

แล้วมีหนทางไหมที่จะทำให้น้ำแข็งก้อนคดเคี้ยว (Curve) โดยวิธีการดันที่แตกต่างจากเดิม? โดยเช็ด (Wipe) ถาดโลหะให้แห้ง พร้อมทั้งวางบนพื้นผิวราบเรียบอีกครั้งหนึ่ง ให้เด็กดันน้ำแข็งก้อนให้เลี้ยวโค้ง แล้วปล่อยมือ ลองสำรวจดูร่องรอย (Trace) ของน้ำแข็งก้อนจากจุดที่เขาปล่อยมือ เส้นทางดังกล่าวตรง หรือคดเคี้ยว?

ทดลองซ้ำสัก 10 ครั้ง หลังจากเช็ดถาดให้แห้งทุกๆ ครั้ง แล้วถามเด็กว่า มีกี่ครั้งที่น้ำแข็งก้อนดำเนินไปเป็นเส้นตรงจากจุดที่เขาใช้มือดันแล้วปล่อยมือ? เด็กจะพบปรากฏการณ์ที่เป็นไปตามกฎข้อแรกของนิวตัน (Newton’s first law) ซึ่งกล่าวว่า เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ (Motion) มันจะยังคงเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางเดิม เมื่อไม่มีพลังอื่นมาทำให้เสียสมดุล (Unbalanced)

เมื่อเด็กปล่อยมือ น้ำแข็งก้อนก็จะไถลอย่างอิสระ (Slide freely) ไปในทิศทาง (Direction) เดียวอย่างเดิม เพราะ “พลังเฉี่อย” (Inertia) ของน้ำแข็งก้อนเอง ทำให้มันต้าน (Resist) การเปลี่ยนแปลงทิศทาง

และนี่เป็นประสบการณ์เดียวกับรถยนต์ที่ถูกขับเคลื่อนบนถนนน้ำแข็ง (Icy road) ทันทีที่ล้อถูกล็อค (Wheel lock) รถจะเริ่มไถล แล้วยังคงดำเนินการเคลื่อนที่ต่อไปในทิศทางเดียวกับตอนเริ่มไถล ไม่ว่าคนขับจะพยายามบังคับ (Steer) พวงมาลัยหรือไม่? และอย่างไร?

เคยตั้งข้อสังเกตไหมว่า ลูกบอลที่ใช้ในการเล่นโบวลิ่ง (Bowling) มีน้ำหนักมากที่สุด ในบรรดาลูกบอลที่ใช้ในกีฬาทุกประเภท หากเราเป็นคนตัวเล็ก เราอาจสงสัยว่า ทำไมไม่มีลูกโบวลิ่งขนาดเล็กที่จะสอดคล้อง (Match) กับขนาดของเรือนร่าง (Physique) แต่ข้อเท็จจริงก็คือ เราไม่สามารถเล่นเกมนี้ด้วยลูกบอลเบาขนาดเล็ก

เพื่อให้เข้าใจฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับเกมโบวลิ่ง เราจำเป็นต้องรู้บางอย่างเกี่ยวกับพลัง (Force) โดยเฉพาะมี 2 พลังที่กระทำต่อ (Act on) ลูกโบวลิ่ง เมื่อมันถูกวางระนาบ (Level) ลงบนพื้นไม้ อาทิ ลู่ (Lane) โบวลิ่ง

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Motion (physics) - https://en.wikipedia.org/wiki/Motion_(physics) [2017, March 9].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน