2.2.1 ความต้านทานการกลิ้ง

      ความต้านทานการหมุนกลิ้งของยางบนพื้นถนน พื้นฐานแรกสุด ก็เนื่องมาจากตัวเนื้อวัสดุที่เป็นยางมันมี สภาพความหยุ่นตัว (Hysteresis) ได้ ที่เป็นสาเหตุทำให้ล้อยางเบี้ยวเบนตัวในขณะที่เกิดการหมุนของล้อ ความหยุ่นตัวนี้ทำให้เกิดการกระจายของแรงปฏิกิริยาของล้อที่กระทำกับพื้นอย่างไม่สมดุลขึ้นมา 

รูปความยืดหยุ่นตัวของเนื้อยาง

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

       ในขณะที่รถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ความดันยางในช่วงครึ่งหน้าของการสัมผัสกับพื้น จะมีค่าที่มากกว่าช่วงครึ่งท้ายของยาง

รูปยางรับน้ำหนัก

รูปล้อรถยนต์บนพื้นถนน

รูปแรงกระทำระหว่างล้อกับพื้น

      เมื่อเกิดการเบี้ยวเบี่ยงเบนของยางขณะที่ล้อหมุนเคลื่อนที่ ส่งผลให้แรงที่กระทำของล้อยางกับพื้นถนนพยายามไปทางด้านหน้า และค่อย ๆ ลดลงมาตามปฏิกิริยาของแรงกระทำ โดยปกติการกระทำของแรงจะอยู่ตรงกลางของล้อ และมันก็จะเกิดโมเมนต์แรงบิดขึ้นมาในแนวทิศตรงกันข้ามของการหมุนของล้อนี้ในกรณีที่เป็นพื้นถนนที่มีความแข็ง

       แต่ถ้าเป็นพื้นดินอ่อน หรือโคลน การเสียรูปของยางกับพื้นจะเป็นดังรูปด้านล่าง แรงปฏิกิริยาที่กระทำจะไปที่ช่วงครึ่งหน้ายาง

รูปตัวอย่างยางที่จมลงในโคลน

รูปแรงที่ล้อกระทำกับพื้นดินอ่อน หรือโคลน

ในพื้นดินที่อ่อน หรือลงโคลน ความต้านทานการหมุนกลิ้งจะเกิดขึ้นเป็นอย่างมาก จากการเสียรูปร่างของพื้น แรงปฏิกิริยาจากพื้นเกือบทั้งหมด จนเปลี่ยนเป็นแรงการยกไปที่ช่วงครึ่งหน้า

      โมเมนต์ที่เกิดขึ้นขณะที่รถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าบนถนนที่มีพื้นแข็ง จะมีการเปลี่ยนแปลงของแรงปฏิกิริยาที่ล้อกระทำกับพื้น ที่เรียกว่า โมเมนต์ต้านทานการหมุน (Rolling resistant moment) ดังแสดงในรูปที่ 2.2a และสามารถแสดงเป็นสมการดังด้านล่าง

โมเมนต์ต้านทานการหมุน = แรง ´ รัศมีล้อ

T_r= Pa         (2.2)

กำหนดให้   T_r= โมเมนต์ต้านทานการหมุน (Nm)

                P = แรงปกติ (N)

                a = รัศมีล้อ (m)

ตัวอย่างที่ 2.1  รถยนต์คันหนึ่ง ขับเคลื่อนไปบนถนนหลวง มีน้ำหนักรถที่ยางกระทำกับพื้นถนน 500 กิโลกรัม ล้อรถยนต์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.43 เมตร แล้วโมเมนต์ต้านทานการหมุนของล้อจะมีค่าเท่าไหร่

รูปรถยนต์วิ่งบนถนน

วิธีทำ จากโจทย์ให้มา แรงจากน้ำหนักรถ = 500 kg = 500 ´ 9.81 = 4,905 N; ยางมีรัศมีล้อ = 0.43 / 2 = 0.215 m

ดังนั้นโมเมนต์ต้านทานการหมุนจะมีค่า

T_r= Pa

= 4,905 N ´ 0.215 m

= 1,054.575 Nm 

ดังนั้น โมเมนต์ต้านทานการหมุนของล้อจะมีค่าเท่ากับ 1,054.575 นิวตัน.เมตร            ตอบ

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“อย่ารอคอยในสิ่งที่ยังมาไม่ถึง

อย่ากลัวในสิ่งที่ตนสามารถสู้หรือเปลี่ยนแปลงมันได้”