2.2.3    ความต้านทานต่อการไต่ทางลาดชัน

      เมื่อรถยนต์ต้องไต่ขึ้น หรือไหลลงทางลาดชัน มันจะมีองค์ประกอบในด้านน้ำหนักเข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งทิศทางน้ำหนักจะมีทิศดิ่งลงตั้งฉากกับพื้นโลก ดังแสดงในรูป

รูปรถยนต์ไต่ขึ้นเขา หรือทางชัน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

รูปรถยนต์ไต่ขึ้นทางลาดชัน

องค์ประกอบเกี่ยวกับน้ำหนักนี้จะมีอยู่สองอย่างในการเคลื่อนที่บนทางชัน คือมันจะมันค่าสวนกันเมื่อรถเคลื่อนที่ปีนขึ้นเขา (ไต่ขึ้นทางชัน) หรือจะมีค่าเสริมกันเมื่อรถเคลื่อนที่ลงเขา (ไต่ลงทางชัน)

      ในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของยานยนต์ จะพิจารณาเพียงรถยนต์ที่กำลังไต่ขึ้นเขา หรือขึ้นทางลาดชันเท่านั้น ส่วนการไต่ลงเขาจะไม่ได้นำมาคิดในหัวข้อนี้ แรงการไต่นี้ เราเรียกว่า ความต้านทานต่อการไต่ทางชัน (Grading resistance)

      ความต้านทานไต่ทางชัน สามารถอธิบายเป็นสมการได้ดังนี้

แรงในการไต่ทางชัน = มวลของรถ ´ แรงโน้มถ่วงของโลก ´ sin a

F_g = M_v g sin a               (2.9)

เพื่อง่ายต่อการคำนวณ มุมของถนน (Road angle: a อ่านว่าอัลฟ่า) คือ มันถูกแทนที่ด้วยค่าการไต่ทางชัน เมื่อมุมชันของถนนมีขนาดเล็ก ดังแสดงในรูปด้านบน ทางชันที่กำหนดได้โดย

อัตราส่วนความชัน = ความสูงของทางลาด / ความยาวของทาง = tan a » sin a

i = H/L = tan a » sin a           (2.10)

ในหนังสือบางเล่ม ความต้านทานการกลิ้งของยาง และความต้านทานการไต่ทางชันเขียนสมการพร้อมกัน ที่เรียกว่า ความต้านทานของถนน (Road resistance) ซึ่งสามารถเขียนสมการได้ดังนี้

ความต้านทานของถนน = แรงเคลื่อนที่ไปข้างหน้า + แรงในการไต่ทางชัน = มวลของรถ ´ แรงโน้มถ่วงของโลก (แรงต้านทานการกลิ้ง ´ cos a + sin a)

      F_rd = F_f + F_g = M_v g(f_r cos a + sin a)          (2.11)

เมื่อมุมของถนนมีขนาดเล็กมาก ความต้านทานของถนนสามารถเขียนให้เป็นรูปอย่างง่าย ดังนี้

ความต้านทานของถนน = แรงเคลื่อนที่ไปข้างหน้า + แรงในการไต่ทางชัน = มวลของรถ ´ แรงโน้มถ่วงของโลก (แรงต้านทานการกลิ้ง + อัตราส่วนความชัน)

      F_rd = F_f + F_g = M_v g(f_r + i)                  (2.12)

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ปัญหาทุกอย่าง ล้วนอยู่ที่ตัวเราทั้งสิ้น”