“เทศกาลสงกรานต์” ซึ่งเรียกว่าเป็นเทศกาลแห่งครอบครัว ที่ญาติพี่น้องจะได้กลับมารวมกันพร้อมหน้าพร้อมตา ขณะเดียวกันก็เป็นช่วงเวลาสนุกสนาน ที่หลายคนจะได้ “สาดน้ำ” เพื่อคลายร้อนในช่วงเวลาที่ “ร้อนสุดๆ” แห่งปี ควบคู่ไปกับประเพณีรดน้ำดำหัวผู้ใหญ่ แต่หลายคนอาจไม่เคยนึกมาก่อนว่า ประเพณีที่สืบสานกันมายาวนานนี้ยังมีความรู้ “วิทยาศาสตร์” ที่แฝงอยู่ด้วย
ตามข้อมูลของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ได้ชี้ให้เห็นว่า เราสามารถนำวิทยาศาสตร์มาอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้น ในช่วงเทศกาลสงกรานต์นี้ได้ โดยกิจกรรมต่างๆ ที่เราปฏิบัติกันในช่วงนี้ สามารถนำหัวข้อวิทยาศาสตร์อย่าง การถ่ายโอนความร้อน การไหลของของไหล ความดันอากาศ แรงเสียดทาน และความตึงของผิวน้ำมาอธิบายได้
ลองมาดูว่าในประเพณีที่สืบทอดกันมานานนั้น วิทยาศาสตร์จะอธิบายอะไรได้บ้าง
เริ่มจากการถ่ายโอนความร้อน หลักการมีอยู่ว่า ถ้าบริเวณที่สัมผัส มีอุณหภูมิของต่างกัน จะเกิดการถ่ายโอนความร้อนให้แก่กันขนอุณหภูมิเข้าสู่สมดุลหรือได้อุณหภูมิเท่ากัน อีกทั้งความร้อนยังถ่ายโอนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า
แน่นอนว่าเทศกาลหนีไม่พ้นเรื่อง “สาดน้ำ” ซึ่งวิทยาศาสตร์อธิบายได้ โดยอาจารย์รังสรรค์ ศรีสาคร นักวิชาการสาขาฟิสิกส์จาก สสวท. อธิบายว่า “น้ำ” กับ “ผิวหนัง” นั้นมีอุณหภูมิต่างกัน เมื่อน้ำสัมผัสผิวหนัง น้ำที่เย็นกว่าจะดูดความร้อนจากผิวหนังไปทันที และเมื่อเกิดการถ่ายโอนความร้อนดังกล่าว ร่างกายจะเย็นลง หากเปลี่ยนจากน้ำมาเป็น “แป้ง” หรือ “ดินสอพอง” ผสมน้ำ จะได้การถ่ายโอนความร้อนที่ดีกว่า
นอกจากนี้ เรื่องความตึงผิวของน้ำยังเป็นหลักการที่สาวๆ ควรรู้ไว้ ก่อนแต่งตัวออกไปเล่นน้ำสงกรานต์ โดยอาจารย์รังสรรค์ได้เตือนว่า หากใส่เสื้อผ้าบางๆ แล้วอาจทำให้ “โป๊” อย่างไม่รู้ตัว เนื่องจากความตึงผิวของน้ำทำให้เนื้อผ้าแนบตัวเราได้
แม้จะมีคำเตือน และข้อห้ามเกี่ยวกับการใช้ “ปืนฉีดน้ำ” แต่สงกรานต์ของหลายๆ คนคงกร่อยไม่น้อยหากขาดอาวุธคู่กายนี้ แต่ก่อนหยิบขึ้นมาทำ “สงครามน้ำ” กับใครๆ ลองไปทำความรู้จักกับกลไกในของเล่น ที่ดูแสนจะธรรมดานี้ว่า มีวิทยาศาสตร์อะไรบ้างที่แอบซ่อนอยู่
ตามคำอธิบายของอาจารย์ราม ติวารี นักวิชาการสาขาฟิสิกส์อีกท่านจาก สสวท. บอกว่า กลไกสำคัญของของปืนฉีดน้ำคือ การทำให้ภายในปืนฉีดน้ำนั้นเป็น “สุญญากาศ” ก่อน
จากนั้นความดันอากาศจะดันน้ำให้เข้าไปในกระบอกปืน เมื่อถึงจังหวะที่เราออกแรงบีบเพื่อดันน้ำออกไปแล้วปล่อยมือจากก้านบีบ จะเกิดภาวะสุญญากาศขึ้น และทำให้ลูกสูบดูดน้ำเข้าไปอีก เมื่อเราฉีดน้ำออกไปก็จะเกิดกลไกหลักนี้วนต่อไปเรื่อยๆ
หลักการของปืนฉีดน้ำนั้น คล้ายกับการใช้หลอดดูดน้ำ หรือเมื่อเราใช้หลอดหยดยา โดยเมื่อเราดูดที่ปลายหลอดจะทำให้ความดันอากาศในหลอดลดลง และทำให้ความดันอากาศภายนอกดันน้ำให้ขึ้นไปตามหลอดดูดนั่นเอง
“ขนาดท่อของปืนฉีดน้ำ ก็มีผลต่อความแรงของน้ำที่ฉีดออกไป หากท่อของ ปืนฉีดน้ำมีขนาดใหญ่แต่มาบีบที่ปลายปากท่อให้เล็กลง ทำให้ปากท่อเล็กกว่าตัวท่อ ความเร็วของน้ำที่ฉีดออกไปก็จะมากขึ้น เหมือนสายยางรดน้ำ ซึ่งเมื่อเราบีบปลายสายยางไว้ น้ำก็จะฉีดแรงขึ้น ตรงกับหลักการที่ว่าเราสามารถเพิ่มความเร็วโดยการทำให้พื้นที่หน้าตัดเล็กลง” อาจารย์รามอธิบาย
อย่างไรก็ดี แม้กระสุนจากปืนฉีดน้ำจะไม่ใช่ลูกตะกั่วที่ทำอันตรายถึงชีวิต แต่ทาง สสวท.ก็ได้เตือนว่า ปืนฉีดน้ำนั้นทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกายได้ ทั้งนี้หากปืนฉีดน้ำมีแรงดันสูงๆ ก็กระแทกนัยน์ตาแล้วทำให้ตาบอดได้
อันตรายที่ยังตามมาได้อีกจากสงกรานต์ อธิบายได้ด้วยหลักการ “แรงเสียดทาน” โดยช่วงเทศกาลนี้บางแห่งเล่นสาดน้ำกันจนถนนไม่แห้ง ซึ่งทำให้เสี่ยงต่อการลื่นล้ม หรือเกิดอุบัติเหตุบนท้องถนนได้ ทั้งนี้เพราะเวลาที่เราเดินหรือขับรถนั้นจะเกิดแรงเสียดทาน หากเกิดแรงเสียดทานไม่มากพอจะทำให้ลื่นได้ และน้ำกับแป้งที่เราเล่นในช่วงสงกรานต์นั้น เมื่อไปกองอยู่ที่พื้นจะทำให้พื้นมีแรงเสียดทานลดลง
ได้ความรู้กันไปเต็มๆ แล้ว สงกรานต์นี้หวังว่าหลายคนคงจะ “สาดน้ำ” ได้สนุกสนานและปลอดภัยมากขึ้น.
