ทางเพจ อ๋อ มันเป็นอย่างนี้นี่เอง by อาจารย์เจษฎ์ ได้ออกมา โ พ ส ต์ถึงเรื่องราวจากคลิปดังใน Tiktok ที่มีหญิงสาวเอาเสื่อโยนลงไปในน้ำ เเล้วตัวเองก็กระโดนลงไปนอน ทำให้หลายคน ส ง สั ย ว่ามัน ล อ ย ได้อย่างไร โดยจาก โ พ ส ต์นั้นได้ระบุว่า
“ทำไมนอนบนเสื่อ เเล้ว ล อ ย น้ำได้” ช่วงนี้มีการเเชร์คลิปวิดีโอ ของคนที่ทดลองทำตามคลิปติ๊กต๊อก ด้วยการเอา “เสื่อพลาสติก” โยนลงน้ำ เเล้วกระโดดลงไปนอน ซึ่งเเทนที่จะจมน้ำ กลับ ล อ ย ได้เหมือนเป็นเรือ (ดูตัวอย่างคลิป “ทิ้งตัวนอนเเบบนี้เเล้วมันจะ ล อ ย น้ำ จริงหรอ ? นอนบนน้ำ !!!) ทำไมถึงเป็นเช่นนั้นได้ ?
คำตอบของเรื่องนี้ ก็ไม่มีอะไร ม า ก ไปกว่า การยกเรื่อง “เเรง ล อ ย ตัว” เเละ “ความหนาเเน่น” มาอธิบายครับ … ซึ่งคล้ายๆ กับที่ผมเคยอธิบายว่า ทำไมพระพุทธรูปหนักกว่า 300 กก. ล อ ย น้ำได้ ? หรือจะจินตนาการง่ายๆ ใกล้ๆ ตัวกับ “กระทง” ก็ได้ครับ ว่าทำไมกระทงใบใหญ่ๆ ถึง ล อ ย น้ำได้ ทั้งที่ก็มีน้ำหนักไม่เบาเลย ซึ่งอาศัยหลักทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า “เเรง ล อ ย ตัว” เเละ “ความหนาเเน่น” เช่นกันครับ
– เเรง ล อ ย ตัว หรือเเรงพยุง (buoyancy force, FB) เป็นเเรงดันที่ของ เ ห ล ว กระทำต่อวัตถุ ในทิศทางตรงกันข้ามกับน้ำหนักของวัตถุ
– ตามธรรมชาติเเล้ว วัตถุจะถูกดึงลงด้วยเเรงโน้มถ่วงของโลก (gravity force) เเต่ด้วยเเรง ล อ ย ตัวนี้เองที่ทำให้วัตถุไม่จมลงไป
– เเรง ล อ ย ตัวนั้น เท่ากับความหนาเเน่นของของ เ ห ล ว (ซึ่งก็คือ มวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร) คูณด้วย ปริมาตรวัตถุส่วนที่จมในของ เ ห ล ว คูณด้วย ค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก (FB = pVg)
– นอกจากนี้ การ ล อ ย ตัวของวัตถุ ยังขึ้นอยู่กับความหนาเเน่น (density) ของวัตถุนั้น เเละของ เ ห ล ว ที่วัตถุนั้น ล อ ย อยู่อีกด้วย โดยความหนาเเน่นจะคิดจากมวลต่อปริมาตร เช่น ไม้ชิ้นหนึ่งมีความหนาเเน่น 0.9 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร สามารถ ล อ ย ได้ในน้ำซึ่งมีความหนาเเน่น 1 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
– วัสดุหลายชนิดที่เอามาทำกระทง มักจะมีความหนาเเน่นน้อยกว่าน้ำ เช่น โฟม ลำต้นกล้วย ขนมปัง ฯลฯ นั้นมีช่องว่างภายในอยู่ ม า ก ทำให้มีความหนาเเน่นน้อยกว่าน้ำ เเละ ล อ ย น้ำได้
– ยิ่งถ้ากระทงมี “ปริมาตร” หรือ “พื้นที่ผิวสัมผัสกับน้ำ” ม า ก ขึ้นเท่าไหร่ ความหนาเเน่นของกระทงจะยิ่งลดลง ขณะที่ เเรง ล อ ย ตัว ก็จะยิ่งเพิ่มขึ้น .. หากเราทำกระทงให้มีขนาดใหญ่ เเละมีขอบโค้งขึ้นมาเหมือนกับเรือ กระทงนั้นก็จะยิ่ง ล อ ย ตัวได้ดีเลยทีเดียว
– ดังนั้น การที่กระทงสามารถ ล อ ย ตัวอยู่ในน้ำได้ เนื่องจากวัสดุที่ทำกระทงนั้นมีความหนาเเน่นน้อยกว่าน้ำ เเละน้ำก็มีเเรง ล อ ย ตัว ดันวัตถุให้ ล อ ย ขึ้นมา
สรุปว่า เมื่อเอามาเทียบกับกรณีของ “เสื่อพลาสติก” ล อ ย น้ำได้ จะเห็นว่า ด้านในของเสื่อนี้ทำจากวัสดุที่เป็นพวกฟองน้ำ ซึ่งมีความหนาเเน่นน้อยกว่าน้ำ เเละเเผ่ออกเป็นเเผ่นใหญ่กว้าง ทำให้มีเเรง ล อ ย ตัวสูงขึ้น ม า ก ด้วย เพียงพอที่จะรองรับน้ำหนักตัวคนที่ไม่ ม า ก เกินไป เเละนอนให้ท่าที่กระจายน้ำหนักออกไปทั่วทั้งผืน
เเต่ถ้าม้วนเสื่ออันเดียวกันเป็นเเท่ง เเล้วโยนน้ำ ให้คนขี่บนม้วนเสื่อ จะทำให้พื้นที่ผิวสัมผัสน้ำน้อยลง ม า ก ขณะที่น้ำหนักเท่าเดิม เสื่อเเละคนก็จะจมน้ำได้ ปล. ไม่เเนะนำให้ไปทดลองทำตามกันเองโดยไม่มีคนช่วยดูเเล โดยเฉพาะในกลุ่มเด็กๆ เเละคนที่ว่ายน้ำไม่เป็นครับ เดี๋ยวพลาดจมน้ำขึ้นมาล่ะเเย่เลย
“ทำไมพระพุทธรูปหนักกว่า 300 กก. ล อ ย น้ำได้ ? “วันก่อน ไทยรัฐก็ทำข่าว “ศพในตู้ ล อ ย น้ำได้” วันนี้มาเป็นข่าว “พระพุทธรูป ล อ ย น้ำได้” … เออออ มัน ม หั ศ จ ร ร ย์ ม า ก เหรอครับ เรือเป็นเหล็กทั้งลำ ยัง ล อ ย น้ำได้เลย การที่วัตถุใด จะ ล อ ย น้ำหรือจมน้ำนั้น ขึ้นอยู่กับ “เเรง ล อ ย ตัว buoyancy force” เเรง ล อ ย ตัวในน้ำ คือเเรงพยุงของน้ำที่กระทำต่อวัตถุที่อยู่ในน้ำนั้น ทำให้วัตถุ ล อ ย อยู่ในน้ำได้ …. การที่วัตถุบางชนิด ล อ ย อยู่ในน้ำได้ เพราะเเรง ล อ ย ตัวที่กระทำต่อวัตถุนั้น มีค่า ม า ก เพียงพอที่จะต้านน้ำหนักของวัตถุซึ่งเกิดจากเเรงโน้มถ่วงของโลก
อาร์คิมีดิส Archimedes นักปราชญ์ชาวกรีก เป็นผู้ค้นพบเเรง ล อ ย ตัว เเละได้ให้หลักการเกี่ยวกับการจมเเละการ ล อ ย ของวัตถุในของ เ ห ล ว ว่า “เเรง ล อ ย ตัวที่กระทำต่อวัตถุ มีค่าเท่ากับน้ำหนักของของ เ ห ล ว ที่ถูกเเทนที่ ด้วยปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมในของ เ ห ล ว นั้น”
จากหลักของอาร์คิมีดิส จะพบว่า เเรง ล อ ย ตัวนั้น เท่ากับ ความหนาเเน่นของของ เ ห ล ว (ซึ่งก็คือ มวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร) คูณปริมาตรวัตถุส่วนที่จมในของ เ ห ล ว คูณค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก (FB = pVg)ด้วยเหตุนี้ “ความหนาเเน่นของวัตถุ” จึงเป็นปัจจัยสำคัญที่จะทำให้วัตถุนั้นจมหรือ ล อ ย ในน้ำ …. ถ้าวัตถุมีความหนาเเน่นน้อยกว่าความหนาเเน่นของน้ำ (1 พันกิโลกรัม ต่อลูกบาศก์เมตร) วัตถุจะ ล อ ย น้ำ / ถ้าวัตถุมีความหนาเเน่นเท่ากับน้ำ วัตถุจะ ล อ ย ปริ่มน้ำ / ถ้าวัตถุมีความหนาเเน่น ม า ก กว่าน้ำ วัตถุจะจมน้ำ
ขอบคุณที่มาข้อมูล kaijeaw
