นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 253

22 นิตยสาร สสวท. บ างครั้งเราได้ยินข่าวว่าถนนบางพื้นที่มีอุบัติเหตุเกิดขึ้นบ่อยๆ จนบางครั้งชาวบ้านร่ำ �ลือถึงอาถรรพ์เรียกว่าทางโค้งร้อยศพ แต่ในบางครั้งอาจจะมีเหตุผลอื่นๆ ที่เป็นไปได้มากกว่าคือ ความผิดพลาดทางวิศวกรรมในการออกแบบถนน เราอาจจะพูดกันโดยทั่วไปว่าโค้งไม่รับ ซึ่งจริงๆ แล้วมีความสัมพันธ์ เกี่ยวข้องกับเรื่องในทางฟิสิกส์คือ แรงสู่ศูนย์กลาง (Centripetal Force) และการเลี้ยวโค้งบนถนนเอียง (Banking Turn) แรงสู่ศูนย์กลางคือ แรงที่ทำ �ให้วัตถุมีเส้นทางการเคลื่อนที่เป็น วงกลมหรือส่วนของวงกลม แรงนี้มีทิศพุ่งเข้าสู่ศูนย์กลางของเส้นทางการ เคลื่อนที่ โดยแรงสู่ศูนย์กลางจะแปรผันตรงกับมวลของวัตถุและ ความเร็วยกกำ �ลังสองและแปรผกผันกับรัศมีของการเคลื่อนที่เป็นวงกลม ตัวอย่างเช่น เรานำ �มวลก้อนหนึ่งมาผูกกับเชือกและหมุนควงเป็นวงกลม โดยถ้าการหมุนนั้นมีอัตราเร็ว ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันจะต้องมีแรง มากระทำ �ต่อมวลก้อนนั้นอย่างสม่ำ �เสมอตามแนวพุ่งเข้าสู่ศูนย์กลางของ การเคลื่อนที่แบบวงกลมเพื่อให้เกิดความเร่งอันเนื่องมาจากการเปลี่ยน ทิศทางของความเร็ว ซึ่งแรงนี้ก็คือแรงสู่ศูนย์กลางนั่นเอง หรือในการขับรถยนต์ เลี้ยวโค้งบนถนนเอียง (Banking Turn) นั้น เพื่อความง่ายต่อการทำ � ความเข้าใจ สมมติให้แรงเสียดทานระหว่างล้อรถกับผิวพื้นถนนน้อยมาก จนถือได้ว่าไม่มีแรงเสียดทาน แผนภาพแสดงแรงที่กระทำ �ต่อรถแสดงได้ ดังภาพ 1 เมื่อเราลองพิจารณาภาพ 1 แสดงแผนภาพของแรงที่กระทำ � ต่อรถยนต์ที่กำ �ลังวิ่งด้วยความเร็ว v เลี้ยวโค้งบนถนนเอียงทำ �มุม θ กับแนวระดับ โดยถนนรัศมีความโค้ง R เมื่อเราวาดแผนภาพวัตถุอิสระ (Free-body Diagram) จะได้ดังภาพ 2 ซึ่งเราจะพบว่าองค์ประกอบ ในแนวตั้งคือ Ncosθ และ mg และจะได้ว่า ภาพ 1 แผนภาพของแรงกระทำ �ต่อรถยนต์ ขณะกำ �ลังเลี้ยวโค้ง บนถนนเอียงทำ �มุม θ กับแนวระดับ (Banking Turn) ที่มา: https://youtu.be/gVspkw6Iigk?feature=shared ภาพ 2 แผนภาพวัตถุอิสระของรถขณะเลี้ยวโค้ง บนถนนเอียง (Banking Turn) ที่มา: https://physica.cloud/ajab/uploads/2018/01/ Physics-of-Banked-and-Unbanked-Curves.pdf Ncosθ=W=mg (1) โดยที่ N,θ,W,m,g คือแรงตั้งฉาก มุมที่ถนนเอียง น้ำ �หนัก มวล และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก ตามลำ �ดับ และองค์ประกอบในแนวนอนคือ Nsinθ และจะได้ว่า Nsinθ = (2) mv 2 R การขับรถในประเทศไทยควรต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเพราะตามสถิติจากองค์การอนามัยโลกแสดง ข้อมูลการเสียชีวิตที่เกิดจากอุบัติเหตุบนท้องถนนในปี ค.ศ. 2021 พบว่าประเทศไทยมีอัตราผู้เสียชีวิตจากอุบัติเหตุ ทางจราจรอยู่ที่ 32.2 คนต่อประชากร 100,000 คน นับเป็นอันดับ 15 ของโลก ซึ่งถือว่าอันดับค่อนข้างสูง ทำ �ให้สูญเสียทั้งทรัพยากรมนุษย์และสูญเสียทางเศรษฐกิจมหาศาล โดยจากรายงานการวิเคราะห์สถานการณ์ อุบัติเหตุทางถนนของกระทรวงคมนาคม พ.ศ. 2565 (ค.ศ. 2022) พบว่าผู้เสียชีวิตจากอุบัติเหตุทางถนนใน ประเทศไทยมีแนวโน้มลดลงจากในช่วง 7 ปีที่ผ่านมา โดยสาเหตุของอุบัติเหตุที่เกิดจากบุคคลเรียงลำ �ดับจาก มากไปน้อย ได้แก่ การขับรถตัดหน้ากระชั้นชิด การขับรถเร็วเกินกว่ากฎหมายกำ �หนด การขับรถหลับใน เมาสุรา และยังมีมูลเหตุสันนิษฐานหลักที่ทำ �ให้เกิดอุบัติเหตุทางถนนอีก กล่าวคือสาเหตุของอุบัติเหตุที่เกิดจากอุปกรณ์ สภาพแวดล้อม เช่น ลักษณะของถนน สัญญาณไฟจราจร และป้ายบอกทาง