Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow เฉลย! ขว้างบูเมอแรงในอวกาศ...มันจะกลับมาหาเราไหม?
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
เฉลย! ขว้างบูเมอแรงในอวกาศ...มันจะกลับมาหาเราไหม? PDF พิมพ์

โดย ผู้จัดการออนไลน์ 22 มีนาคม 2551 19:25 น.

"ผมต้องประหลาดใจและตื่นเต้นอย่างมากที่เห็นบูเมอแรงกลับมาเช่นเดียวกับบนโลก"


       
       

       คำเฉลยจากทากาโอ โดอิ (Takao Doi) นักบินอวกาศจากองค์การอวกาศญี่ปุ่น (แจกซา) ผู้ทำการทดลองปาบูเมอแรงบนสถานีอวกาศนานาชาติระหว่างเวลาว่างในช่วงการปฏิบัติภารกิจต่อเติมสถานีอวกาศ เมื่อวันที่ 18 มี.ค.ที่ผ่านมา ทั้งนี้เนื่องจากเขาได้รับการร้องขอจากยาซุฮิโร โทกาอิ (Yasuhiro Togai) นักปาบูเมอแรงแชมป์โลกชาวญี่ปุ่นให้ทำการทดลองดังกล่าว อย่างไรก็ดีไม่มีคำอธิบายเพิ่มเติมจากผลการทดลองนั้นและแจกซาจะได้เผยแพร่ภาพวิดีโอการทดลองในภายหลัง
       
       "ผู้จัดการวิทยาศาสตร์" จึงได้สอบถามไปยังผู้รู้หลายๆ คน ในเบื้องต้น ดร.ประเสริฐ เฉลิมการนนท์ นักวิจัย
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) ที่ดูแลการแข่งขันปาเครื่องบินกระดาษในงานสัปดาห์วิทยศาสตร์แห่งชาติร่วม 4 ปี อธิบายคร่าวๆ ว่า การที่บูเมอแรงหมุนกลับมาที่เดิมได้เพราะมีแรงลม ซึ่งการปาบูเมอแรงในสถานีอวกาศก็แสดงว่ายังอากาศแต่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ
       
       "การกลับมาของบูเมอแรงนั้นน่าจะเกิดจากการหมุนด้วยตัวเองและมีแรงลม ซึ่งการปาบนสถานีอวกาศน่าจะเคลื่อนที่กลับมาเหมือนเดิม แต่ก็ขึ้นอยู่กับระนาบการปาด้วย โดยบนโลกนั้นมีแนวระนาบที่ขนานกับพื้น ส่วนบนสถานีอวกาศน่าจะเคลื่อนที่กลับมาเหมือนกันแต่อาจจะมีระนาบการกลับที่ต่างไป" ดร.ประเสริฐกล่าว
       
       ด้าน ดร.พรรัตน์ วัฒนกสิวิชช์ อาจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ อธิบายว่าปาบูเมอแรงแล้วกลับมาเพราะบูมเมอแรงใช้หลักการเดียวกับปีกเครื่องบิน โดยปีกเครื่องบินนั้นมี 2 ด้านที่นูนและเรียบต่างกัน เมื่ออากาศเคลื่อนที่ผ่านด้านบนที่นูน โมเลกุลอากาศจะเคลื่อนที่เร็วกว่าปีกด้านล่างที่เรียบ ทำให้ด้านบนมีความหนาแน่นและความดันน้อยกว่าด้านล่างที่มีความเร็วน้อยกว่า และมีความหนาแน่นกับความดันของอากาศมากกว่า จึงเกิดแรงพยุงปีกให้ยกตัวขึ้น
       
       "หลักการดังกล่าวคล้ายกับบูเมอแรงซึ่งหากต้องการให้บูมเมอแรงกลับมาต้องปาในแนวตั้ง โดยตราบใดที่มีโมเลกุลอากาศบูเมอแรงก็จะเลี้ยวโค้ง ซึ่งในสถานีอวกาศนั้นบูเมอแรงได้รับความแตกต่างของความดันจากโมเลกุลอากาศเหมือนกันบนโลกจึงเคลื่อนที่กลับมา"
       
       "แต่ถ้าปาในที่เป็นสุญญากาศ เช่น บนดวงจันทร์ ก็จะเหมือนกันการขว้างก้อนหินที่จะเคลื่อนที่แนว "โปรเจกไทล์" (Projectile) หรือวิถีโค้งและตกลง ซึ่งแรงโน้มถ่วงที่น้อยกว่าก็จะทำให้บูเมอแรง ไปตกไกลกว่าบนโลก แต่ไม่เกิดการหมุนของบูเมอแรงเหมือนบนโลก"
       
       ในส่วนของคอลัมน์ถาม-ตอบของนิตยสารนิวไซแอนทิสต์ (newscientist) นั้นอธิบายว่าบูเมอแรงก็เหมือนปีกเครื่องบินของด้านที่นำมาประกบดัน เมื่อขว้างในลักษณะที่เกือบเป็นแนวตั้งปีกด้านบนจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าด้านล่างจึงทำให้ปลายด้านหนึ่งกระดกขึ้นแล้วเลี้ยวกลับเช่นเดียวกับการโน้มตัวขณะเลี้ยวจักรยาน
       
       ส่วนอีกคำตอบอธิบายว่าการกลับมาของบูเมอแรงนั้นอาศัยการทำงานร่วมกันของหลักอากาศพลศาสตร์และปรากฏการณ์รักษาการทรงตัว (gyroscopic effect) โดยเมื่อบูเมอแรงหมุนปีกทั้งสองหรือมากกว่าที่ระนาบแนวตั้งเอียง 20 องศาจะหมุนควงอย่างรวดเร็ว ซึ่งทั่วๆ ไปประมาณ 10 รอบต่อวินาที ปีกด้านบนสุดจะไปในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่และหมุนผ่านอากาศเร็วกว่าปีกด้านล่าง ดังนั้น ปีกที่เคลื่อนที่เร็วสุดจะยกปีกที่เคลื่อนที่ช้ากว่าขึ้น แรงทั้งหมดจะพุ่งไปทิศทางหมุนกลับ
       
       กลับมาดูที่ผู้อ่านของผู้จัดการวิทยาศาสตร์กันบ้าง มีหลายความเห็นทีเดียวที่คาดเดาผลที่เกิดขึ้นได้น่าสนใจ อาทิ ความเห็นของ คุณ Hongo ที่ทายว่าถ้าขว้างบูเมอแรงในสถานีอวกาศมันจะวนกลับมาเพราะในห้องสถานีมี "ออกซิเจน" (สังเกตจากนักบินอวกาศไม่ได้ใส่เครื่องช่วยหายใจ) ซึ่งหนาแน่นและมีมวลพอที่จะสร้างแรงเสียดทาน
       
       แต่ถ้าขว้างบูเมอแรงนอกสถานีอวกาศมันจะไม่วนกลับเพราะนอกสถานีอวกาศไม่มีมวลสสารที่พอจะสร้างแรงเสียดทานกับบูมเมอแรงจนทำให้มันเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
       
       หรือบางความเห็นก็อธิบายว่าปัจจัยที่ทำให้บูเมอแรงกลับมาได้ก็คือ "แรงเสียดทานของอากาศ" ส่วน "แรงดึงดูดหรือแรงโน้มถ่วง" น่าจะเป็นแค่แรงที่ทำให้บูเมอแรง ลดเพดานบินลงต่ำบนพื้นโลกเท่านั้น ซึ่งถ้านำไปขว้างในยานอวกาศ อาจจะบินวนไปวนมาจนกว่าแรงเสียดทานจะหักลบกับแรงที่ขว้างไป (ถ้าไม่มีอะไรขวาง)
       
       แต่ถ้าขว้างในอวกาศที่เป็นสุญญากาศคงไปถึงสุดขอบจักรวาล หากไม่เจอแรงดึงดูดเข้าไปเฉียดดาวอื่นเสียก่อน ก็นับว่าเป็นอีกความคิดที่น่าสนใจซึ่งเราคงต้องมาขบคิดกันต่อว่าแรงของมนุษย์จะสามารถปาบูเมอแรงไปสุดขอบจักรวาลได้หรือไม่
       
       ขณะที่บางความเห็นก็อธิบายว่าด้วยรูปร่างของบูเมอแรงจะทำให้เกิดการหมุนอย่างแน่นอน เนื่องจากการขว้างได้ส่งกำลังไปยังส่วนปลายบูเมอแรงมากกว่าส่วนอื่นที่เกิดแรงเฉื่อยของการหมุน (rotational inertia) และไม่เกี่ยวกับอากาศหรือแรงโน้มถ่วงของโลก โดยแรงต้านอากาศ (drag) น่าจะทำให้มันหยุดหมุนมากกว่าที่จะหมุน แต่ไม่ตอบว่าบูเมอแรงจะกลับมาหรือไม่เพราะมีปัจจัยการเคลื่อนที่ของบูเมอแรงเยอะมาก
       
       "ในกรณีนี้ดูแล้วรูปทรงบูเมอแรงเป็นแบบแบน ดังนั้นเวลาหมุนจะไม่เกิดแรงยกดังที่เกิดกับปีกเครื่องบิน หรือบูเมอแรงที่มีรูปทรงปีกเหมือนปีกเครื่องบิน เพราะในอวกาศไม่จำเป็นต้องพึ่งแรงยกในการต้านแรงโน้มถ่วงของโลก รูปทรงบูเมอแรงก็เป็นแบบ 3 ปีกด้วยอีกต่างหาก ยิ่งงง แต่ผมเดาว่ามันจะกลับนะครับ คิดว่าการเคลื่อนที่ของวัตถุที่หมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลของตัวเองในแนวระนาบเดียวกันน่าจะมีผลต่อ trajectory ของวัตถุนั้น"
       
       ยังมีอีกหลายความเห็นที่น่าสนใจแต่ก็ยังไม่มีคำอธิบายโดยตรงจากนักบินอวกาศญี่ปุ่นผู้ดำเนินการทดลองนี้ แต่อย่างน้อยการทดลองที่เกิดขึ้นนี้ก็เป็นตัวอย่างที่ทำให้เราได้ฝึกคิดอย่างมีหลักการและเหตุผล.


Views: 1759

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 27 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 6512560  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!