การแกว่งของลูกตุ้ม
ปัญหาที่ดูเหมือนจะง่าย แต่จริงๆแล้วยาก
ฌอง เพียเจต์ (Jean Piaget ,1896-1980) นักจิตวิทยาชาวสวิสผู้ศึกษาจิตวิทยาเชิงพัฒนาการใช้การแกว่งของลูกตุ้มเพื่อทดสอบการเรียนรู้
เรารู้ดีว่าลูกตุ้มเหล็กที่แกว่งไปมาจะมีการเคลื่อนที่ซ้ำๆในช่วงเวลาหนึ่งก่อนจะแกว่งน้อยลงๆและหยุดในที่สุด
ดังนั้นถ้ามองการแกว่งในช่วงเวลาไม่นานมากเราอาจมองว่ามันเคลื่อนที่ไป-กลับด้วยเวลาและระยะทางเท่ากันได้
คำถามคือ ถ้าอยากให้ลูกตุ้มแกว่งกลับที่เดิมช้าลงเราควรทำอย่างไร
1.เปลี่ยนน้ำหนักของลูกตุ้มเหล็ก
2.ดึงลูกตุ้มมาปล่อยที่ตำแหน่งสูงๆ(ให้มุมเริ่มต้นมากๆ)
3.เพิ่มความยาวเชือกที่ผูก
(ลองคิดก่อนค่อยดูเฉลยนะครับ)
เพียเจต์ พบว่าเด็กในช่วงอายุ 11 ปีขึ้นไปสามารถทำการทดลองเพื่อตอบคำถามนี้ได้อย่างถูกต้องว่าการเพิ่มความยาวเชือกจะส่งผลให้ลูกตุ้มแกว่งช้าลงได้มากที่สุด!
เรื่องนี้อาจอธิบายสั้นๆได้ว่า
1.ผิด เพราะการเพิ่มน้ำหนักลูกตุ้มนั้นเป็นการไปเพิ่มความเฉื่อยทำให้ลูกตุ้มเคลื่อนที่ได้ยากขึ้นก็จริงแต่ก็เท่ากับไปปเพิ่มแรงโน้มถ่วงที่ดึงลูกตุ้มให้แกว่งเร็วขึ้นด้วย
2.ผิด เพราะหากเริ่มปล่อยลูกตุ้มจากที่สูงๆหรือมุมปล่อยมากๆ ทำให้ลูกตุ้มต้องกวาดมุมมากขึ้นก็จริง แต่มุมที่มีค่ามากๆจะทำให้แรงโน้มถ่วงจะดึงลูกตุ้มให้เหวี่ยงแรงมากขึ้นไปด้วย
3.ถูก เพราะการเพิ่มความยาวเชือกจะทำให้ระยะทางแกว่งเพิ่มมากขึ้น โดยแรงโน้มถ่วงที่ดึงลูกตุ้มให้เหวี่ยงไปมาไม่ได้เพิ่มตามไปด้วย
ฌอง เพียเจต์ (Jean Piaget ,1896-1980) ที่มา : Wikipedia
ที่น่าสนใจคือความรู้ในเรื่องนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์จำลองไดโนเสาร์ได้สมจริงขึ้น
ไดโนเสาร์ตัวโตที่เราเห็นเดินเหินหรือวิ่งไล่ล่าอย่างเป็นธรรมชาติในหนังสารคดีหรือหนังฮอลลีวู้ดอย่างจูราสสิคพาร์คนั้นมีหลักการวิทยาศาสตร์หลายอย่างซุกซ่อนอยู่เบื้องหลังความเป็นธรรมชาตินั้นอย่างคาดไม่ถึง
ที่มา : infodinosour.blogspot.com
หากเราเปลี่ยนจากเชือกผูกลูกตุ้มแกว่งเป็นแท่งไม้ เราย่อมพบว่าการเคลื่อนไหวของแท่งไม้ย่อมซับซ้อนกว่าลูกตุ้มเพราะแท่งไม้เป็นวัตถุที่มีมิติมากกว่าเชือกเส้นๆ แต่หากมองการแกว่งเพียงไม่กี่รอบจะพบว่า มันแทบไม่ต่างจากการแกว่งไป-กลับของลูกตุ้มเลย
ดังนั้นยิ่งแท่งไม้ยาวก็ยิ่งใช้เวลาแกว่งกลับที่เดิมได้ช้าลงเหมือนลูกตุ้มเชือกยาวที่แกว่งกลับมาได้ช้าลง
สัตว์เดินเท้าทุกชนิดล้วนมีอัตราเดินที่รู้สึกสบายๆอยู่ตามธรรมชาติ เหมือนตอนที่เราเดินอย่างไม่รีบร้อนไปตามถนนหนทาง คือไม่รู้สึกว่าก้าวขาเร็วเกินไปจนเหนื่อยหรือก้าวช้าจนเมื่อยขา
ตอนเราเดินทอดน่องสบายๆนั้นเราจะพบว่าช่วงที่เราเหวี่ยงขาไปข้างหน้า เราไม่ได้ออกแรงดึงขากลับมากมายอะไรแต่ปล่อยขาเหวี่ยงลงตามปกติ ทำให้มีช่วงเวลาเล็กๆที่ขาเราแกว่งเหมือนท่อนไม้หรือลูกตุ้มผูกเชือก ดังนั้นเราอาจมองว่าขาที่เดินแบบสบายๆเป็นการเคลื่อนที่แบบเดียวกับลูกตุ้ม
ที่มา : Bettermovemant.org
หากมองในแง่นี้เราจึงพบว่าสัตว์ขายาวอย่างยีราฟหรือช้างใช้เวลาก้าวขาครบรอบช้ากว่า พวกสัตว์ขาสั้นอย่างหมาชิวาว่าหรือหนูที่เดินซอยขาถี่ๆแบบดุ๊กดิ๊กๆ
ความยาวกระดูกขาจากซากฟอสซิลนั่นเองเป็นกุญแจทำให้เราสามารถประมาณความถี่การก้าวขาของไดโนเสาร์ได้คร่าวๆว่าถี่แค่ไหน แต่ในการคิดคำนวณแบบละเอียดๆย่อมต้องคำนึงถึงลักษณะขาที่ไม่ใช่ท่อนไม้สม่ำเสมอและอวัยวะส่วนอื่นๆในร่างกายของมันที่ส่งผลต่อการก้าว
โครงกระดูกของยีราฟ ที่มา https://svpow.com/
น่าทึ่งที่การแกว่งลูกตุ้มสามารถแตกแขนงมาได้ไกลถึงขนาดนี้
ไม่มีทฤษฎีไหนบอกไว้ว่า การแตกแขนงประยุกต์ใช้ความรู้จะสิ้นสุดลงตรงไหน ความรู้เก่าๆจึงสามารถถูกนำมามองและใช้ประโยชน์ในวิธีใหม่ๆได้เรื่อยๆ
มนุษย์รุ่นใหม่ๆจึงอย่าเพิ่งสรุปกันว่าความรู้เก่าๆโบราณๆเป็นของไม่สำคัญและเอามาทำประโยชน์อะไรไม่ได้แล้ว
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
