เทคโนโลยีของยาง ช่วยให้รถเกาะถนนขึ้นได้แค่ไหน ? ตอนที่ 1

ก่อนอื่น นิตโตะซัง ขอถามว่า พวกเรารู้จักแรงหนีจุดศูนย์กลาง หรือชื่ออภาษาอังกฤษคือ Centrifugal Force หรือเปล่า ? มันเป็นแรงที่วัตถุทุกชนิดต่อต้านถูกบังคับให้เปลี่ยนทิศทาง เบี่ยงเบนจากการเคลื่อนที่ในแนวตรง ถ้าเราจะบังคับให้วัตถุอะไรเปลี่ยนแนวที่เคลื่อนที่จากเส้นตรงเป็นเส้นโค้ง ก็ต้องใช้แรงเท่ากับที่วัตถุนี้ต่อต้านนี่แหละครับบังคับมัน

ฉะนั้นเมื่อไหร่ก็ตามที่รถของเราเลี้ยวโค้ง เพราะล้อหน้าเปลี่ยนทิศจากแนวตรง ก็จะเกิดแรงต้านที่ว่านี้ และตัวการที่บังคับให้มันเลี้ยวโค้ง ก็คือล้อยางของรถครับ โดยอาศัยแรงเสียดทานระหว่างหน้ายางกับผิวถนน โดยแก้มยางจะลู่มากหรือน้อย ตามภาระที่ต้องรับ โดยที่หน้ายางยังไม่ไถลเสียดสีกับผิวถนน เพียงแค่กลิ้งไปเท่านั้น แต่เมื่อไหร่ที่แรงหนีจุดศูนย์กลาง มากกว่าแรงเสียดทาน หรือแรงยึดเกาะระหว่างหน้ายางกับผิวถนน หน้ายางก็จะไถลไปกับผิวถนน

แรงเสียดทาน หรือแรงยึดเกาะระหว่างหน้ายางกับผิวถนนนี้ มีค่าสูงมากครับ เพราะเนื้อยางยืดหยุ่นได้ และผิวถนนก็ขรุขระพอสมควร หยาบบ้าง ละเอียดบ้าง น้ำหนักของรถที่กดหน้ายางให้อัดกับผิวถนนก็มากเอาการ

สมมติว่าน้ำหนักรถทั้งคันประมาณ 1,000 กก. และผู้สร้างกระจายน้ำหนักที่ลงสู่ล้อหน้า และหลังได้เท่าๆ กัน (ซึ่งจริงๆ ยากมาก) ก็จะเป็นแรงกดระหว่างหน้ายางกับผิวถนนล้อละ 250 กก. บนพื้นที่ของหน้ายางซึ่งสัมผัสกับผิวถนนที่ใหญ่กว่าฝ่ามือของเราไม่มาก

แต่ไม่ได้หมายความว่า ยิ่งน้ำหนักรถมาก จะยิ่งเกาะถนนได้ดีขึ้นนะครับ เพราะแรงเหวี่ยงหรือแรงหนีจุดศูนย์กลางก็จะเพิ่มขึ้นตามส่วนของ “น้ำหนัก” หรือมวลของรถไปด้วย

ตอนแรกนี้ นิตโตะซัง เพียงต้องการให้เห็นภาพว่าการที่หน้ายาง ซึ่งยืดหยุ่นได้ ถูกอัดกับผิวถนนด้วยแรงระดับนี้ เนื้อยางจะ ”โอบ”  ไปตามผิวที่ขรุขระของผิวถนนทุกส่วน เพราะผิวถนนที่เราเห็นว่าเรียบนั้น ถ้ามองใกล้ๆ แล้วจะเห็นว่ามันไม่ได้เรียบจริง (ดูในภาพ) ไม่ว่าจะเป็นถนนราดยางมะตอย หรือถนนคอนกรีต มีทั้งส่วนที่เป็น “ยอดเขา” และ “เหว” ให้เนื้อยางโอบเกาะ

เรื่องนี้สนุกครับ ไว้มาว่ากันต่อ