หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 70 – เรือขับเคลื่อนด้วยสบู่ (1)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


เรือขับเคลื่อนด้วยสบู่

เรือ (Boat) ขับเคลื่อน (Power) โดยบุคคลที่พายอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย (Row tirelessly) จนกว่าจะถึงจุดหมายปลายทาง (Destination) แต่เรือยังสามารถขับเคลื่อนได้ด้วยลมและเชื้อเพลิง (Fuel) และเรือบางลำเคยขับเคลื่อนด้วยถ่านหิน อาทิ เรือกลไฟ (Steamboat)

เรือง่ายๆ (Simple) อาจขับเคลื่อนด้วยสิ่งอื่น อาทิ สบู่ เพียงแต่มันไปเกี่ยวข้องกับความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิว (Surface tension) ของน้ำ เมื่อเราวางวัตถุ (Object) ในน้ำ ความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิวของน้ำรอบๆ (Surrounding) วัตถุยังคงเหมือนเดิม วัตถุจึงจะไม่เคลื่อนไหว

แต่ถ้ามีบางสิ่งบางอย่างที่สามารถทำให้ความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิวทางด้านหลัง (Rear) ของเรือน้อยกว่าด้านหน้า (Front) ความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิวที่มากกว่าในน้ำที่อยู่ด้านหน้า จะดึงให้เรือเคลื่อนไปข้างหน้า (Forward) แล้วก็เกิดการตั้งคำถามต่อไปว่า อะไรคือ ความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิว?

ของเหลว (Liquid) อาทิ น้ำมีความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิว เมื่อมันสัมผัส (Contac) กับอากาศ โมเลกุล (Molecule) ในน้ำจะดึงดูด (Attract) ซึ่งกันและกัน (ยึดติดด้วยกัน [Stick together]) มากกว่าอากาศที่อยู่รอบตัวมัน โมเลกุลของน้ำจะดึง (Pull) อย่างเหนียวแน่น (Strongly) เข้าหากัน เสมือนว่ามีแผ่นยืดหดได้ (Elastic sheet) ถูกยืด (Stretch) ออกไปรอบตัวมัน

นักวิทยาศาสตร์ได้สาธิต (Demonstrate) ข้อมูลนี้โดยใช้สบู่ เพราะสบู่สามารถลดความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิวของน้ำ นั่นเป็นเหตุผลว่า ทำไมสบู่จึงลื่นไหล (Slippery) บนผิวหนัง และกระจายออก (Spread) ได้อย่างง่ายดาย

ถ้ามีแหล่งน้ำ (Reservoir) ทางด้านหลังของเรือขนาดเบา (Light boat) ที่ปลดปล่อย (Release) สบู่เข้าไปในน้ำทางด้านหลังของเรือ สบู่ที่กระจายออกไปจะลดความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิวที่อยู่ด้านหลังเรือ ทำให้น้ำที่อยู่ด้านหน้าของเรือดึงเรือให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยความแข็งแกร่ง ณ พื้นผิว ที่มากกว่า

เราสามารถทดลองโดยใช้วัสดุต่อไปนี้ แผ่นโฟมพลาสติก (Polystyrene foam) ขนาด 1/8 นิ้ว กรรไกรหรือมีดหัตถกรรม สบู่ล้างถ้วยชาม (Dishwasher soap) แก้วน้ำขนาดเล็ก ช้อนชา หลอดหยดของเหลว (Liquid dropper) อ่างยาว (Long basin) ขนาด 25 นิ้ว ถึง 30 นิ้ว ที่มีน้ำอยู่ และแอลกอฮอล์ถู (Rubbing alcohol) โดยกรรมวิธี (Procedure) ดังนี้

ช่วยเด็กในการตัดแผ่นโฟมพลาสติก โดยใช้รูปแบบ (Template) พื้นทรงเรือเจาะรูตรงท้ายเรือ มีทางเชื่อมจากรูไปยังปลายเปิดในน้ำเพื่อให้น้ำระบายถึงรู อาจลองวาดรูปแบบ (Diagram) ดังกล่าวบนกระดาษก่อน แล้วเอากระดาษวางทาบแผ่นโฟมพลาสติก จากนั้นใช้กรรไกรหรือมีดหัตถกรรมตัดแผ่นโฟมพลาสติกตามรูปทรงในกระดาษ นี่เป็นเรือขนาดเล็กที่จะขับเคลื่อนด้วยสบู่ โดยเรือควรมีความยาว 1.5 นิ้ว และความกว้าง 1 นิ้ว ณ ฐานที่พื้นเรือ

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. Things that Move - http://www.natgeotv.com/ca/things-that-move---s-999/about [2017, October 26].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน