Page 19 - MU_Dec65

December 2022 มหิดลสาร ๒๕๖๕ 19

ม.มหิิดลสร้้างสร้ร้ค้์นวัต์กัร้ร้มส่�อกัาร้เร้ียนร้้้

“ชุุดท้ดลองกัฎกัาร้อนุร้ักัษ์พลังงาน”

ผู้่าทางตันเรียนร้�ฟิิสูิกสู์ขั�นพ่�นฐาน

สัมภาษณ์์ และเขุ่ยนขุ�าวโดย ฐ์ิต์ิร้ัต์น์ เดชุพร้หิม
ภาพจากัผู้้้ใหิ้สัมภาษณ์์

นับต์ั�งแต์�ได้ม่กัาร้ค้้นพบ “กฎของแรื่งโน้มถึ่วง และการื่เคล่�อนท์่�”
กัาร้ท้ดลองท้่�ว�าด้วย “การื่เคล่�อนท์่�ของพื่ลังงาน” ได้กัลายเป่็นบท้
เร้่ยนสำาค้ัญขุอง “การื่ศิึกษาว่ชาว่ท์ยาศิาสุติรื่์ฟิิสุ่กสุ์พื่่�นฐิาน”
ผูู้้ช่วยศิาสุติรื่าจารื่ย์ ดรื่.มนติ์อมรื่ ปรื่่ชารื่ัติน์ อาจาร้ย์ป่ร้ะจำา
สถาบันนวัต์กัร้ร้มกัาร้เร้่ยนร้้้ มหิาวิท้ยาลัยมหิิดล ในฐ์านะเจ้าขุอง
ผู้ลงานอนุสิท้ธิิบัต์ร้ นวัต์กัร้ร้มส่�อกัาร้เร้่ยนร้้้ “ชุดท์ดลองกฏิการื่
อนุรื่ักษ์พื่ลังงาน” ค้่อหินึ�งในค้วามภาค้ภ้มิใจขุองมหิาวิท้ยาลัย
มหิิดล ในฐ์านะ “ปัญญาของแผู้่นด่น” ผู้้้ป่ร้ะดิษฐ์์ส่�อกัาร้เร้่ยนร้้้
ขุึ�นด้วยวัสดุอย�างง�ายเพ่�อใชุ้ป่ร้ะกัอบชุั�นเร้่ยนวิชุาฟิิสิกัส์พ่�นฐ์าน
ผู้ลงานดังกัล�าวได้ท้ำาใหิ้ผู้้้เร้่ยนวิชุาฟิิสิกัส์ ซึ�งเป่็นสาขุาหินึ�ง
ขุองวิท้ยาศาสต์ร้์ อันเป่็นต์้นทุ้นสำาค้ัญในกัาร้พัฒนาชุาต์ิสามาร้ถ
กั้าวขุ้ามผู้�านอุป่สร้ร้ค้ในกัาร้ท้ำาค้วามเขุ้าใจหิลักักัาร้ฟิิสิกัส์ขุั�น ผู้้�ช่่วิยศาสีตรื่าจารื่ย์ ดรื่.มีนิต์อมีรื่ ปรื่ีช่ารื่ัตนิ์
อาจารย์ป้ระจำาสูถึาบันนวัตกรรมการเรียนร้� มหาวิทยาลััยมหิดลั
พ่�นฐ์าน ส้�กัาร้ต์�อยอดสร้้างสร้ร้ค้์นวัต์กัร้ร้มลำาสมัยได้ในอนาค้ต์
นวัติกรื่รื่มสุ่�อการื่เรื่่ยนรืู่้ “ชุดท์ดลองกฎการื่อนุรื่ักษ์พื่ลังงาน”
จะช่วยให้ผูู้้เรื่่ยนเข้าใจว่าพื่ลังงานไม่ม่การื่สุูญหาย เพื่่ยงแติ่แปรื่ สุำาหรื่ับัคำานวณหาความเรื่็วของวัติถึุ ซึ�งเป็น “พื่ลังงานจลน์”
เปล่�ยนรืู่ปไปเท์่านั�น โดยเป็นการื่ช่�ให้เห็นว่า “พื่ลังงานศิักย์โน้ม ออกมา ให้ผูู้้เรื่่ยนนำาค่าท์่�ได้ไปคำานวณและพื่ล็อติกรื่าฟิ จะ
ถึ่วง” (Gravitational potential energy) หรื่่อพื่ลังงานใน ได้เห็นว่าจรื่่งๆ แล้วพื่ลังงานไม่ได้สุูญหายเพื่่ยงแติ่ม่การื่
วัติถึุในท์่�สุูง แปรื่เปล่�ยนเป็น “พื่ลังงานจลน์” (Kinetic energy) เปล่�ยนแปลงจาก “พื่ลังงานศิักย์” ไปสุู่ “พื่ลังงานจลน์” เท์่านั�น
หรื่่อพื่ลังงานท์่�เก่ดขึ�นกับัวัติถึุขณะเคล่�อนท์่�ได้อย่างไรื่ โดยได้นำา “ไม้อัด” มาขุึ�นร้้ป่พ่�นเอ่ยงซึ�งสามาร้ถป่ร้ับองศาได้
เดิมกัาร้ท้ดลองเกั่�ยวกัับกัฎกัาร้อนุร้ักัษ์พลังงาน ใชุ้กัาร้ป่ล�อย และ สะดวกัต์�อกัาร้เกั็บ ร้วมท้ั�งเพ่�อกัาร้เร้่ยนร้้้ด้วยว�า หิากัป่ล�อย
ถุงท้ร้ายใหิ้หิล�นต์ามแร้งโน้มถ�วงขุองโลกั และม่เค้ร้่�องเค้าะ วัต์ถุลงมาจากัค้วามส้งท้่�ไม�เท้�ากััน จะท้ำาใหิ้เกัิด “พื่ลังงานศิักย์โน้ม
สัญญาณ์ท้่�เป่็นเขุ็ม ท้ำาใหิ้เกัิดเป่็นจุดท้่�กัร้ะดาษร้ายงานผู้ล ถึ่วง” ท้่�ไม�เท้�ากััน และจะท้ำาใหิ้ “พื่ลังงานจลน์” ไม�เท้�ากัันไป่ด้วย
สำาหิร้ับนำาไป่วัดร้ะยะท้าง และค้วามเร้็วในกัาร้เค้ล่�อนท้่�ขุองวัต์ถุ ซึ�งวัต์ถุท้่�ใชุ้ในกัาร้เค้ล่�อนท้่�เป่็น “รื่ถึอะครื่่ล่กติ่ดล้อใสุ่ลูกป้น”
แต์�อ่กัหิลายอุป่สร้ร้ค้สำาค้ัญ เพ่�อใหิ้เกัิดค้วามฝีืดน้อยท้่�สุด โดยท้่�ต์ัวพ่�นเอ่ยงป่ิดผู้ิวหิน้าด้วย
ท้่�พบเกัิดจากัในกัาร้ท้ดลอง “แผู้่นอะครื่่ล่กเซาะรื่่อง” ท้่�จะชุ�วยใหิ้ร้ถล่�นไหิลและขุ้างใต์้พ่�น
แบบเดิม วัต์ถุต์กัส้�พ่�นเร้็วเกัิน เอ่ยงได้ต์ิด “Photogate Sensor” เอาไว้จำานวน ๕ จุด เพ่�อ
ไป่ และเกัิดค้วามฝีืดร้ะหิว�าง เวลาร้ถเค้ล่�อนผู้�าน “Photogate Sensor” จะได้แสดงค้�าผู้�าน
เขุ็มกัับกัร้ะดาษ ท้ำาใหิ้สิ�งท้่�ได้ โป่ร้แกัร้มออกัมาเป่็นต์ัวเลขุดิจิท้ัล ซึ�งสะดวกัต์�อกัาร้นำาไป่ค้ำานวณ์
ไม�เป่็น “จุด” แต์�เป่็น “ข่ด” หิาค้วามเร้็วในกัาร้เค้ล่�อนท้่�ขุองวัต์ถุ หิร้่อด้ค้�า “พื่ลังงานจลน์”
แท้น กัาร้วัดร้ะยะท้่�แน�นอน และ “พื่ลังงานศิักย์โน้มถึ่วง” เพ่�อเป่ร้่ยบเท้่ยบกัันได้ต์�อไป่
จึงท้ำาได้ยากั เน่�องจากัต์้อง นวัต์กัร้ร้มส่�อกัาร้เร้่ยนร้้้ “ชุดท์ดลองกฎการื่อนุรื่ักษ์พื่ลังงาน”
วัดร้ะยะหิ�างร้ะหิว�างจุด ๒ นอกัจากัได้ร้ับกัาร้จดอนุสิท้ธิิบัต์ร้แล้ว ท้่�ผู้�านมายังได้ร้ับกัาร้
จุดเพ่�อนำาค้�าท้่�ได้ไป่ค้ำานวณ์ ต์่พิมพ์ในวาร้สาร้วิชุากัาร้ร้ะดับนานาชุาต์ิ โดยผู้้้วิจัยหิวัง
และพล็อต์กัร้าฟิ ท้ำาใหิ้ผู้ล เป่็นส�วนหินึ�งท้่�จะชุ�วยท้ำาใหิ้เยาวชุนไท้ยได้เร้่ยนร้้้และเขุ้าใจ
กัาร้ท้ดลองท้่�ได้ไม�แม�นยำา พ่�นฐ์านขุองวิท้ยาศาสต์ร้์ฟิิสิกัส์ เพ่�อท้่�จะได้นำาไป่ป่ร้ะยุกัต์์
Teaching and Learning Excellence
ผูู้้ว่จัยจึงได้หาท์างออกโดยใช้การื่เคล่�อนท์่�ของวัติถึุบันพื่่�นเอ่ยง ใชุ้ในกัาร้ดำาเนินชุ่วิต์ ต์ลอดจนต์�อยอดส้�กัาร้สร้้างสร้ร้ค้์
แท์น เพื่่�อไม่ให้วัติถึุติกถึึงพื่่�นเรื่็วเก่นไปด้วยรื่ะบับั “Photogate นวัต์กัร้ร้มท้่�จะนำาไป่ใชุ้ป่ร้ะโยชุน์ในวงกัว้างได้ต์�อไป่ในอนาค้ต์
Sensor” ท์่�ใช้ในการื่ติรื่วจจับัการื่เคล่�อนท์่�ของวัติถึุแท์น