รศ.ดร.เจษฎา เด่นดวงบริพันธ์ โพสต์ผ่านเพจ "อ๋อ มันเป็นอย่างนี้นี่เอง by อาจารย์เจษฎ์" ระบุว่า คำตอบของเรื่องนี้ ก็ไม่มีอะไรมากไปกว่า การยกเรื่อง "แรงลอยตัว" และ "ความหนาแน่น" มาอธิบาย
จากการแชร์คลิปวิดีโอ ของคนที่ทดลองทำตามคลิปติ๊กต๊อก ด้วยการเอา "เสื่อพลาสติก" โยนลงน้ำ แล้วกระโดดลงไปนอน ซึ่งแทนที่จะจมน้ำ กลับ "ลอยน้ำ" ได้เหมือนเป็นเรือ ทิ้งตัวนอนแบบนี้เเล้วมันจะลอยน้ำ จริงหรอ ? นอนบนน้ำ ทำไมถึงเป็นเช่นนั้นได้ ?
โดย รศ.ดร.เจษฎา เด่นดวงบริพันธ์ หรือ อาจารย์เจษฎ์ อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้ออกมาโพสต์ผ่านเพจ "อ๋อ มันเป็นอย่างนี้นี่เอง by อาจารย์เจษฎ์" โดยระบุว่า คำตอบของเรื่องนี้ ก็ไม่มีอะไรมากไปกว่า การยกเรื่อง "แรงลอยตัว" และ "ความหนาแน่น" มาอธิบายครับ...ซึ่งคล้ายๆ กับที่ผมเคยอธิบายว่า ทำไมพระพุทธรูปหนักกว่า 300 กก. "ลอยน้ำ" ได้ ?
(ดูรายละเอียดด้านล่าง https://www.facebook.com/story.php?story_fbid=559322937884097&id=219186678564393)
หรือจะจินตนาการง่ายๆ ใกล้ๆ ตัวกับ "กระทง" ก็ได้ครับ ว่าทำไมกระทงใบใหญ่ๆ ถึง "ลอยน้ำ" ได้ ทั้งที่ก็มีน้ำหนักไม่เบาเลย ซึ่งอาศัยหลักทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า "แรงลอยตัว" และ "ความหนาแน่น" เช่นกันครับ
- แรงลอยตัว หรือแรงพยุง (buoyancy force, FB) เป็นแรงดันที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุ ในทิศทางตรงกันข้ามกับน้ำหนักของวัตถุ
- ตามธรรมชาติแล้ว วัตถุจะถูกดึงลงด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก (gravity force) แต่ด้วยแรงลอยตัวนี้เองที่ทำให้วัตถุไม่จมลงไป
- แรงลอยตัวนั้น เท่ากับความหนาแน่นของของเหลว (ซึ่งก็คือ มวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร) คูณด้วย ปริมาตรวัตถุส่วนที่จมในของเหลว คูณด้วย ค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก (FB = pVg)
- นอกจากนี้ การลอยตัวของวัตถุ ยังขึ้นอยู่กับความหนาแน่น (density) ของวัตถุนั้น และของเหลวที่วัตถุนั้นลอยอยู่อีกด้วย โดยความหนาแน่นจะคิดจากมวลต่อปริมาตร เช่น ไม้ชิ้นหนึ่งมีความหนาแน่น 0.9 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร สามารถลอยได้ในน้ำซึ่งมีความหนาแน่น 1 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
- วัสดุหลายชนิดที่เอามาทำกระทง มักจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ เช่น โฟม ลำต้นกล้วย ขนมปัง ฯลฯ นั้นมีช่องว่างภายในอยู่มาก ทำให้มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ และลอยน้ำได้
- ยิ่งถ้ากระทงมี "ปริมาตร" หรือ "พื้นที่ผิวสัมผัสกับน้ำ" มากขึ้นเท่าไหร่ ความหนาแน่นของกระทงจะยิ่งลดลง ขณะที่ แรงลอยตัว ก็จะยิ่งเพิ่มขึ้น .. หากเราทำกระทงให้มีขนาดใหญ่ และมีขอบโค้งขึ้นมาเหมือนกับเรือ กระทงนั้นก็จะยิ่งลอยตัวได้ดีเลยทีเดียว
- ดังนั้น การที่กระทงสามารถลอยตัวอยู่ในน้ำได้ เนื่องจากวัสดุที่ทำกระทงนั้นมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ และน้ำก็มีแรงลอยตัว ดันวัตถุให้ลอยขึ้นมา
#สรุปว่า เมื่อเอามาเทียบกับกรณีของ "เสื่อพลาสติก" ลอยน้ำได้ จะเห็นว่า ด้านในของเสื่อนี้ทำจากวัสดุที่เป็นพวกฟองน้ำ ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ และแผ่ออกเป็นแผ่นใหญ่กว้าง ทำให้มีแรงลอยตัวสูงขึ้นมากด้วย เพียบพอที่จะรองรับน้ำหนักตัวคนที่ไม่มากเกินไป และนอนให้ท่าที่กระจายน้ำหนักออกไปทั่วทั้งผืน
แต่ถ้าม้วนเสื้ออันเดียวกันเป็นแท่ง แล้วโยนน้ำ ให้คนขี่บนม้วนเสื้อ จะทำให้พื้นที่ผิวสัมผัสน้ำน้อยลงมาก ขณะที่น้ำหนักเท่าเดิม เสื่อและคนก็จะจมน้ำได้
ปล. ไม่แนะนำให้ไปทดลองทำตามกันเองโดยไม่มีคนช่วยดูแล โดยเฉพาะในกลุ่มเด็กๆ และคนที่ว่ายน้ำไม่เป็นครับ เดี๋ยวพลาดจมน้ำขึ้นมาล่ะแย่เลย
ข้อมูล-ภาพจาก https://www.facebook.com/OhISeebyAjarnJess
ข่าวที่เกี่ยวข้อง