ปล่อยมือ ลูกโป่งก็ส่งเสียงหวีดพุ่งไปตามเชือกถึงอีกฟากของห้อง เด็กเกือบทุกคนจะร้องเหมือนกันว่า "อีกที!"
จรวดลูกโป่งเป็นการทดลองเล็ก ๆ เรื่องแรงผลัก ทำจากของที่มีอยู่แล้วที่บ้าน และตั้งเสร็จในสิบนาที ยิ่งไปกว่านั้น มันยังพาไปสู่คำถามต่อเนื่องอีกมากมาย ลูกโป่งใบใหญ่ไปได้ไกลกว่าไหม ถ้าเชือกลาดเอียงจะเป็นอย่างไร แล้วลูกโป่งเคลื่อนที่ได้เพราะอะไร
สิ่งที่ต้องเตรียม
- เชือกยาว 3–5 เมตร ไหมพรม เชือกทำสวน หรือสายเอ็นตกปลาก็ใช้ได้
- หลอดดูดตรงหนึ่งหลอด
- ลูกโป่งหลายลูก จะทรงยาวหรือทรงกลมก็ได้
- เทปกาว และไม้หนีบผ้าหรือคลิปหนีบกระดาษ
- เก้าอี้สองตัว หรือลูกบิดประตูสองบาน หรือขาโต๊ะสองขา
ข้อควรทำเพื่อให้สบายใจ
- สำหรับเด็กเล็ก ผู้ใหญ่เป็นคนเป่าลูกโป่ง หรือใช้ที่สูบลูกโป่งแบบมือถือ
- ถ้าลูกโป่งแตก ช่วยกันเก็บเศษให้ครบ แล้วเก็บทิ้งทันที
- ขึงเชือกในที่ที่ไม่มีใครเดินผ่าน เพื่อไม่ให้ใครสะดุด
ตั้งทางวิ่งและปล่อย
- ร้อยเชือกผ่านหลอดดูด
- ผูกปลายเชือกแต่ละข้างเข้ากับพนักพิงเก้าอี้ แล้วดึงเก้าอี้ให้ห่างกันจนเชือกตึง
- เป่าลูกโป่งแต่อย่าผูกปาก ใช้ไม้หนีบผ้าหนีบปากไว้ หรือให้คนช่วยบีบปากไว้
- ติดลูกโป่งเข้ากับหลอดดูดด้วยเทปสองแถบ ให้ปากลูกโป่งหันไปทางเก้าอี้ตัวที่เป็นจุดเริ่มต้น
- เลื่อนลูกโป่งกลับมาที่เก้าอี้จุดเริ่มต้น นับถอยหลังพร้อมกัน แล้วปล่อยมือ
ลูกโป่งพุ่งไปทางเก้าอี้อีกตัว ทำเครื่องหมายตรงที่มันหยุดด้วยรองเท้าแตะหรือเทปกาวบนพื้น ตรงใต้เส้นเชือกพอดี
ทำไมลูกโป่งจึงเคลื่อนที่
ยางของลูกโป่งที่ถูกยืดออกทำหน้าที่เหมือนหนังยาง บีบอากาศข้างในไว้ เมื่อปากเปิด อากาศที่ถูกบีบจะพุ่งออกทางด้านหลัง ลูกโป่งดันอากาศไปข้างหลัง และอากาศก็ดันลูกโป่งไปข้างหน้า แรงดันนี้เรียกว่าแรงผลัก
ลูกสัมผัสสิ่งนี้ได้ด้วยตัวเอง ยืนบนสเก็ตบอร์ด หรือสวมถุงเท้าบนพื้นเรียบลื่น แล้วลองผลักกำแพง ผลักกำแพงไปทางหนึ่ง ตัวก็ไถลไปอีกทางหนึ่ง
เชือกและหลอดดูดช่วยให้ลูกโป่งไปเป็นเส้นตรง ลองปล่อยลูกโป่งโดยไม่มีเชือกดู มันจะบินซิกแซกไปทั่วห้อง เพราะไม่มีอะไรบังคับทิศทาง นอกจากนี้ หลอดดูดที่เสียดสีกับเชือกยังทำให้ลูกโป่งช้าลงเล็กน้อย นั่นคือแรงเสียดทาน
ไม่จำเป็นต้องอธิบายทุกอย่างตั้งแต่ต้น ถามก่อนว่า "ลูกคิดว่าอะไรทำให้ลูกโป่งไป" แล้วฟังคำตอบ ความคิดที่ยังไม่ถูกทั้งหมดก็เป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับการลองทดสอบ
เปลี่ยนทีละอย่าง
เมื่อปล่อยได้คล่องแล้ว ลองเปลี่ยนเกมให้เป็นการทดลอง เปลี่ยนเพียงอย่างเดียวและให้อย่างอื่นเหมือนเดิมทั้งหมด ถ้าเป่าลูกโป่งให้ใหญ่ขึ้นและทำให้เชือกชันขึ้นพร้อมกัน ก็จะไม่มีใครบอกได้ว่าอะไรทำให้ผลต่างกัน
| สิ่งที่เปลี่ยน | คำถามที่ควรถามก่อน |
|---|---|
| ลูกโป่งใหญ่หรือเล็ก (นับจำนวนครั้งที่เป่า) | อากาศมากขึ้นจะทำให้ลูกโป่งไปได้ไกลขึ้นไหม |
| เชือกระดับเดียวกันหรือเชือกลาดขึ้น | ขึ้นเนินจะไปได้ไกลขึ้นหรือใกล้ลง |
| หลอดดูดยาวหรือสั้น | ถ้าหลอดดูดเสียดสีกับเชือกมากขึ้นจะเกิดอะไรขึ้น |
| เชือกเรียบหรือไหมพรมมีขน | เชือกที่หยาบจะทำอะไรกับลูกโป่ง |
เพื่อให้ "ใหญ่" และ "เล็ก" เท่าเดิมทุกครั้ง ให้นับจำนวนครั้งที่เป่า เช่น ลูกโป่งเล็กเป่าห้าครั้ง ลูกโป่งใหญ่เป่าสิบครั้ง การนับแบบนี้ก็เป็นการวัดอย่างหนึ่ง
วัดด้วยก้าวเท้า ลูกเดินจากเก้าอี้จุดเริ่มต้นไปถึงตรงที่ลูกโป่งหยุด โดยให้ส้นเท้าชิดปลายเท้าอีกข้างแล้วนับ ให้คนเดิมเป็นคนวัดทุกครั้ง เพราะเท้าของแต่ละคนมีขนาดไม่เท่ากัน ปล่อยแต่ละแบบสามครั้ง เพราะไม่มีการปล่อยมือครั้งไหนเหมือนกันทุกประการ ตารางของครอบครัวหนึ่งอาจเป็นแบบนี้
| แบบที่ลอง | รอบ 1 | รอบ 2 | รอบ 3 |
|---|---|---|---|
| ลูกโป่งเล็ก เชือกระดับเดียวกัน | 7 ก้าว | 8 ก้าว | 7 ก้าว |
| ลูกโป่งใหญ่ เชือกระดับเดียวกัน | 12 ก้าว | 11 ก้าว | 13 ก้าว |
| ลูกโป่งใหญ่ เชือกลาดขึ้น | 8 ก้าว | 9 ก้าว | 8 ก้าว |
ผลที่บ้านคุณอาจต่างออกไป และนั่นเองคือสิ่งที่ทำให้การทดลองสนุก
อธิบายผลด้วยกัน
ตัวเลขเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการทดลอง อีกครึ่งหนึ่งคือ "ทำไม"
- ทำนายและให้เหตุผล ก่อนแต่ละแบบ ลูกวางรองเท้าแตะไว้ตรงที่คิดว่าลูกโป่งจะหยุด แล้วบอกว่าเพราะอะไร
- เทียบกับที่เดาไว้ ลูกโป่งหยุดก่อนหรือเลยรองเท้าแตะ ครั้งหน้าจะเดาต่างไปอย่างไร
- อธิบายด้วยคำพูดของตัวเอง "ลูกโป่งใหญ่มีอากาศมากกว่า เลยดันได้นานกว่า" "ตอนขึ้นเนิน ลูกโป่งต้องยกตัวเองขึ้นด้วย"
- มองหาความไม่ยุติธรรม มีอะไรแปลก ๆ ในรอบไหนไหม ลูกโป่งบิด เชือกหย่อน หรือปล่อยมือเร็วเกินไป ถ้ามี ให้ปล่อยใหม่อีกครั้ง
| อายุโดยประมาณ | สิ่งที่น่าลอง |
|---|---|
| 6–7 ปี | นับก้าวเท้า บอกว่า "ไกลกว่า" หรือ "ใกล้กว่า" ทำนายด้วยรองเท้าแตะ |
| 8–9 ปี | กรอกตารางสามรอบ นับจำนวนครั้งที่เป่าเพื่อให้ลูกโป่งขนาดเท่ากัน หารอบที่ไกลที่สุด |
| 10–12 ปี | วัดด้วยตลับเมตร หาค่าเฉลี่ยของสามรอบ คิดคำถามของตัวเองและออกแบบการทดสอบใหม่ |
อายุเป็นเพียงค่าประมาณ และเด็กแต่ละคนไม่เหมือนกัน
ใน Dologi ปริศนา "แก้เฟืองติด" ในหมวดตรรกะสร้างขึ้นจากกฎง่าย ๆ ข้อเดียว เฟืองสองตัวที่สัมผัสกันจะหมุนสวนทางกัน ลูกใช้กฎนี้หาว่าเฟืองตัวไหนทำให้ทั้งชุดติด ซึ่งก็เป็นอีกวิธีหนึ่งในการคิดว่าสิ่งหนึ่งผลักอีกสิ่งหนึ่งอย่างไร
สรุป
- เชือก หลอดดูด และลูกโป่งก็พอสำหรับการทดลองแรงผลักที่บ้าน
- ลูกโป่งดันอากาศไปข้างหลัง และอากาศดันลูกโป่งไปข้างหน้า เชือกและหลอดดูดช่วยให้ไปเป็นเส้นตรง
- เปลี่ยนทีละอย่าง วัดด้วยก้าวเท้า และปล่อยแต่ละแบบสามครั้ง
- ทำนายก่อน เทียบกับผล และให้ลูกอธิบายว่าทำไม
อ่านเพิ่มเติม: ตั้งสมมติฐาน: สอนลูกให้เดาอย่างมีเหตุผลแล้วลองทดสอบ