หมวดหมู่ ‘บทความคณิตศาสตร์’(โรงเรียนวัดห้วยแก้ว)

หมวดหมู่ ‘บทความคณิตศาสตร์’

เรื่องของไข่

เคยหรือไม่ที่เผลอนำไข่ต้มที่ยังไม่ได้ปอกเปลือกมาวางปนไว้กับไข่ที่ยังไม่ ได้ต้ม แล้วแยกไม่ออกว่าไข่ฟองไหนเป็นไข่ดิบ ไข่ฟองไหนเป็นไข่ต้ม คำถามที่เกิดขึ้นก็คือ “จะทำอย่างไรดี?”

นักคณิตศาสตร์สองท่าน Keith Moffat แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร และ Yutaka Shimomura จากมหาวิทยาลัย Keio ประเทศญี่ปุ่นมีคำตอบให้ค่ะ ทั้งสองท่านได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ เมื่อนำไข่วางไว้บนโต๊ะ แล้วทดลองหมุน (ทำเช่นเดียวกับการหมุนลูกข่าง) สักสองสามครั้ง จะพบว่าไข่ต้มสุกขณะหมุน ปลายด้านหนึ่งจะยกขึ้นมาเล็กน้อยเป็นเวลาไม่กี่วินาที ในขณะที่ปรากฏการณ์อันนี้จะไม่เกิดในไข่ดิบ

นักคณิตศาสตร์ทั้งสองท่านได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับแรงต่าง ๆ ที่กระทำต่อไข่ที่กำลังหมุน ข้อสรุปที่ได้ก็คือแรงเสียดทานระหว่างไข่และพื้นผิวที่ไข่วางอยู่ทำให้เกิด gyroscopic effect ปรากฏการณ์ดังกล่าวทำให้พลังงานจลน์ของไข่ถูกเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานศักย์ ซึ่งจะทำให้จุดศูนย์ถ่วง (centre of gravity) ของไข่อยู่สูงขึ้นตรงนี้เองที่ปลายด้านหนึ่งของไข่จะยกขึ้นมาเล็กน้อยขณะ หมุน

ไข่ดิบจะเกิดปรากฏการณ์เช่นนี้เนื่องจากภายในไข่ดิบมีของไหลบรรจุอยู่ ขณะที่ไข่ดิบกำลังหมุนอยู่แรงลากที่เกิดขึ้นจากของไหลภายในไข่นี้เองจะถ่วง ให้ไข่หมุนช้าลง พลังจลน์ของไข่ขณะหมุนจะถูกดึงมาชดเชยแรงลาก (drag force) นี้ ขณะเดียวกันแรงลากภายในไข่ลดแรงเสียดทานระหว่างไข่กับพื้นโต๊ะ นั่นหมายความว่าพลังงานจลน์ที่เกิดขึ้นจะไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยนรูปไปเป็น พลังงานศักย์และยกระดับของจุดศูนย์ถ่วงของไข่ให้สูงขึ้น

ผู้ที่สนใจอาจจะลองนำไข่ต้มกับไข่ดิบไปหมุนบนโต๊ะเพื่อพิสูจน์ด้วยตนเองก็ได้นะคะ