หนังสติ๊กเป็นอาวุธร้าย....ได้อย่างไร

          ในวันที่ 26 เมษายน 2553  ทหารชุดเคลื่อนที่เร็วของ ศอฉ.ร่วมกับ สห.  ได้จับกุม  1 ใน 7 ผู้ชุมนุมเสื้อแดง จับกุมพร้อมหนังสติ๊ก ลูกแก้ว  ท่อนเหล็กที่พกติดตัวหลังกลับจากการเคลื่อนพลไปกดดันนายกรัฐมนตรีที่บ้านพักในซอยสุขุมวิท 31.

ที่มา หนังสือพิมพ์ ไทยรัฐ ฉบับวันที่ 26 เมษายน  2553

ประเด็นจากข่าว
การนำหนังสติ๊กมาเป็นอาวุธในการต่อสู้  หนังสติ๊ก มีส่วนประกอบหลายส่วน แต่ส่วนที่จะส่งผลให้ลูกหินหรือลูกแก้วหลุดออกไปด้วยพลังงานสูงเท่าไรก็ได้ คือส่วนที่เป็นหนังยางซึ่งเป็นวัตถุที่มีความยืดหยุ่น

กลุ่มสาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์ 
ช่วงชั้นที่ 4

เนื้อเรื่อง
           วัตถุที่มีความยืดหยุ่น หมายถึงวัตถุหรือสิ่งของต่าง ๆ ที่จะเปลี่ยนรูปร่างของมันไปเอง เมื่อถูกทับหรือถูกแรงดึงอย่างใดอย่างหนึ่งแต่เมื่อเราปล่อยแรงที่ทับหรือแรงดึงวัตถุต่างๆแล้ว วัตถุนั้นจะยังคงกลับมาในสภาพเช่นเดิม  แต่วัตถุบางอย่างจะไม่สามารถกลับมาอยู่ในรูปเดิมได้ เช่นดินน้ำมันแสดงว่าไม่มีสมบัติของความยืดหยุ่น  วัตถุที่มีความยืดหยุ่นได้แก่ เช่น สปริง หนังยาง  ฯลฯ 
ตัวอย่างสปริง
 

จากรูป ก  สปริงยังไม่ถูกดึง  วัตถุจะอยู่ในตำแหน่งสมดุล
จากรูป ข  ถ้าออกแรงดึงสปริงด้วยแรง F สปริงจะยืดออกจากตำแหน่งสมดุลเดิมเป็นระยะ x    ทำให้เกิดแรงยืดหยุ่น F_s ขึ้นในสปริงในทิศทางตรงข้ามกับแรงที่ดึงและขนาดเท่าแรงที่ดึง นอกจากนั้นยังพบว่า ถ้าระยะยืดจากสมดุลมากขึ้น แรงก็จะมากขึ้นในลักษณะแปรผันตามกัน การออกแรงดึงวัตถุที่มีความยืดหยุ่นจะเกิดการทำงานซึ่งงานที่ทำจะเปลียนรูปไปเป็นพลังงานเรียกว่า พลังงานศักย์ยืดหยุ่น (E_p) 

     เมื่อสปริงถูกดึง จะเกิดแรงยืดหยุ่นขึ้นในสปริง โดยแรงยืดหยุ่นมีขนาด      F_s = k x 
             F_s = แรงยืดหยุ่นสปริง มีหน่วยเป็น นิวตัน
               k = ค่าคงตัวของสปริง มีหน่วยเป็น นิวตัน/เมตร
               x = ระยะยืดของสปริง มีหน่วยเป็น เมตร 
             E_p= พลังงานศักย์ยืดหยุ่น มีหน่วยเป็น จูล

          พลังงานศักย์ยืดหยุ่น (Ep) คือ พลังงานที่สะสมอยู่ในสปริงหรือวัตถุยืดหยุ่นอื่นๆ ขณะที่ยืดตัวออกจากตำแหน่งสมดุลพบว่า  ถ้าสปริงยืดมากขึ้น  แรงยืดหยุ่นก็มากขึ้นตามพร้อมกับที่สปริงจะสะสมพลังงานศักย์ยืดหยุ่นมากขึ้น
          หนังสติ๊ก มีส่วนประกอบสำคัญที่เป็นหนังยางซึ่งเป็นวัตถุที่มีความยืดหยุ่น  เมื่อดึงหนังยางที่หนังสติกให้ยืดออก แรงยืดหยุ่นในหนังสติกก็จะเกิดขึ้น และจะเกิดพลังงานศักย์ยืดหยุ่นสะสมในยางยืด พูดได้ว่ายิ่งคนยิงหนังสติ๊กดึงให้หนังยางยืดออกมามาเท่าไร พลังงานยืดหยุ่นสะสมก็จะมากยิ่งขึ้น  ขณะคนยิงปล่อยให้ลูกหินหรือลูกแก้วหลุดออกไปเจ้าพลังงานศักย์ยืดหยุ่นที่จะสมไว้จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์เพื่อใช้ในการเคลื่อนที่ของลูกหินหรือลูกแก้วให้หลุดออกไปด้วยความเร็วสูง  ดังนั้นถ้าเราอยากให้กระสุนลูกหินหรือลูกแก้วหลุดออกไปด้วยความเร็วต่ำเราก็ดึงหน้งยางให้ยืดออกน้อย  ในทางกลับกันถ้าอยากให้หลุดออกไปด้วยความเร็วสูงเราก็ดึงหน้งยางให้ยืดออกมากๆนั่นเอง
ประเด็นคำถาม
1. หนังยางขนาดต่างกันส่งผลต่อพลังงานหรือไม่
2. จะคำนวนพลังงานศักย์ยืดหยุ่นในสปริงได้อย่างไร
กิจกรรมเสนอแนะ
ให้ทดลองใช้ตาชั่งสปริงดึงยางยืด แล้วสังเกตว่าถ้ายางยืด  ยืดออกยาวไม่เท่ากันจะใช้แรงเท่ากันหรือไม่อย่างไร

การบูรณาการกับกลุ่มสาระอื่นๆ
 คณิตศาสตร์ คำนวณพลังงาน
 ภาษาต่างประเทศ การศึกษาคำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
 การงานและเทคโนโลยี การออกแบบหนังสติ๊ก
ที่มาของภาพประกอบ
einstein.sc.mahidol.ac.th

 
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2183