Blockdit Logo (Mobile)
sydNEY: The Storiographer
•
22 ก.ค. 2022 เวลา 17:50 • การศึกษา
เคล็ดลับการเอาชนะ “ฟิสิกส์” ต้องทำยังไง ?
“Obsession” หรือสิ่งที่ผมหลงใหลเป็นแรงขับเคลื่อนหรือ driving forces ให้ผมเอาชนะหลายสิ่งหลายอย่างในชีวิตรวมถึงวิชา Physics มาแล้ว!
1) ฟิสิกส์เป็น applied science แขนงหนึ่ง ที่มีการนำคณิตศาสตร์ไปใช้อย่างกว้างขวาง และวิชาทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ ก็เป็น applications หนึ่ง ของวิชาฟิสิกส์!
2) ผมเป็นคนชอบรถยนต์ จึงขอยกตัวอย่าง การนำคณิตศาสตร์ไปใช้ในฟิสิกส์เรื่องแรงหนีศูนย์กลาง (centripetal force) และในที่สุด หลักฟิสิกส์พื้นฐานนี้ ถูกนำไปใช้ในการแก้ไขปัญหา การโคลงของรถ เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการเข้าโค้งตามความเข้าใจของผม ในรถ Mazda ที่ถูกเรียกว่า G-Vectoring ครับ
3) ด้วยเหตุที่ผมเป็นคนชอบรถยนต์ ผมจึงชอบวิชาฟิสิกส์ที่สุด และความชอบทำให้ “ความยาก” ลดลงครับ
4) แน่นอนครับว่าหลักการทางวิทยาศาสตร์ที่มีพื้นฐานมาจากวิชา Physics ยังช่วยอธิบาย หลายๆปรากฎการณ์ในการใช้รถยนต์ที่ผมสนใจได้เป็นอย่างดี ดังเช่น
“Aero Parts” ของรถยนต์ เช่น “Skirts”
เมื่อเราติด skirts เข้าทั้งด้านซ้ายและขวาของขอบรถใต้ประตู แผ่น skirts ทั้งสองข้างจะทำหน้าที่เป็น partitions หรือฉากกั้นการไหลของอากาศจากส่วนหน้าไปยังส่วนหลังของรถเป็นสองส่วนอย่างชัดเจน
คือส่วนที่ไหลผ่านท้องรถเท่านั้น กับส่วนที่ไหลอยู่ภายนอกตัวรถ ซึ่งอากาศส่วนที่ไหลอยู่นอกตัวรถจะไม่สามารถไหลเข้าใต้ท้องรถอีกได้ เพราะมี skirts กั้นอยู่ทั้งสองด้าน
โดยอากาศส่วนที่ไหลผ่านใต้ท้องรถจะถูกบีบจากพื้นที่หน้าตัดที่ลดลงจากการไหลผ่านหน้ารถมายังใต้ท้องรถ
และเหตุนี้นำมาสู่คำอธิบายโดยปรากฎการณ์ที่เรียกว่า “Venturi Effect” ซึ่งกล่าวว่า ของไหล (ในที่นี้คืออากาศ) เมื่อไหลผ่านพื้นที่หน้าตัดที่ลดลง จะเพิ่มอัตราเร็ว (speed) ของการไหลขึ้น และความดัน (pressure) จะลดลง คล้ายตอนที่เราใช้สายยางรดนำ้ต้นไม้ แล้วเราใช้นิ้วหัวแม่มือปิดปลายท่อไว้บางส่วน ทำให้นำ้ไหลแรงขึ้น
และเมื่อความดันของอากาศใต้ท้องรถลดลง จะทำให้เกิดแรงดูด (vacuum effect) ระหว่างใต้ท้องรถกับพื้นถนน ซึ่งในวงการจะเรียกว่า “downforce” และแรงดูดนี่เองที่จะทำให้รถ “เกาะถนน” ดีขึ้น “ในย่านการขับรถ ณ อัตราเร็วสูงๆ”
“ความปลอดภัยบนท้องถนน”
การขับรถต้อง “เว้นระยะห่างครับ” เพราะ
i) รถที่วิ่งที่ “อัตราเร็วสูง” จะใช้ “ระยะทางในการหยุดสนิทเป็นระยะทางที่ไกลกว่า”
ถ้าขับรถด้วยความเร็ว 60 กม. / ชม. จะต้องใช้ระยะเบรกอย่างน้อยที่สุดคือ 34 เมตร
ถ้าขับรถด้วยความเร็ว 80 กม. / ชม. จะต้องใช้ระยะเบรกอย่างน้อยที่สุดคือ 54 เมตร
ถ้าขับด้วยความเร็ว 100 กม. / ชม. จะต้องใช้ระยะเบรกอย่างน้อยที่สุดคือ 80 เมตร
ii) “สมอง” ต้องการ “เวลา” ในการสั่งงาน และ “ร่างกาย” ต้องการ “เวลา” ในการตอบสนอง ในที่นี้คือ “การเหยียบเบรค” ครับ
iii) ด้วยเหตุผลสองข้อข้างต้น เราต้อง “ทิ้งระยะ” เวลาขับรถตามรถคันหน้าครับ
เทคนิคเป็นดังนี้ครับ คุณมองไปที่ท้ายรถคันหน้า แล้วคุณสังเกต “วัตถุหยุดนิ่ง” ที่อยู่บนพื้นถนน หรือ อยู่ข้างทาง เช่น หมุดสะท้อนแสง, ต้นไม้, เสาไฟ ฯลฯ
โดยเมื่อท้ายรถคันหน้า ขับ”ผ่าน” สิ่งอ้างอิงดังกล่าวข้างต้น ให้คุณ “นับในใจ”
หนึ่งพันหนึ่ง, หนึ่งพันสอง, หนึ่งพันสาม
ถ้าคุณนับจบที่ “หนึ่งพันสาม” แล้วหัวรถของคุณผ่านแนวจุดอ้างอิงพอดี แสดงว่า คุณทิ้งระยะได้ดีพอสมควร
ถ้าหัวรถของคุณถึงจุดอ้างอิงก่อนที่คุณจะนับถึง 1003 นั่นคือ คุณตามรถคันหน้าใกล้เกินไป!
iv) ที่เป็นเช่นนี้ เพราะเราต้องการ “เวลา” ให้รถหยุดทันหลังการเบรคและนั่นคือเวลาที่ให้ร่างกายตอบสนองได้ทันเวลา ซึ่งก็คือเวลา ประมาณ “สามวินาที”
v) ในกรณี ขับรถในสภาพอากาศที่มีฝนตกหนัก หรือ ในยามคำ่มืด ควรเพิ่ม “ระยะขับตาม” เป็น “สี่วินาที” เป็นอย่างน้อย เพื่อความปลอดภัยที่มากขึ้นครับ เพราะระยะเบรคบนถนนเปียกจะเพิ่มขึ้นด้วย
“จุดศูนย์ถ่วง” (Center of Gravity)
เป็นหัวข้อสำคัญในการขับรถที่มีความสูงมากกว่ารถปกติ
และหากมี “นำ้หนักบรรทุก” และ
“การกระจายนำ้หนัก” ที่ไปมีผลต่อการเคลื่อนตำแหน่งของจุดศูนย์ถ่วงให้สูงขึ้นโดยที่ “ฐาน” หรือ “ช่วงล่อ” ของรถไม่ได้ขยายให้กว้างขึ้น
โอกาสที่รถจะเสียสมดุลเมื่อขับรถเข้าโค้งที่อัตราเร็วสูงนั้น ก็ถือว่าเป็นความเสี่ยงอย่างยิ่ง!
และแน่นอนว่า ผมชอบ Test drives เอามากๆ!
5) ความหลงใหลของผมยังไม่หยุดที่แค่เพียงรถยนต์ แต่มันผลักดันให้ผมสนใจ
5.1) “เครื่องบิน”
และ
5.2) “หุ่นยนต์”
และแม้กระทั่ง
5.3) ”รถยนต์ไฮโดรเจน”
6) “Projectiles”
สมัยที่ผมเป็นนักเรียนที่เรียนวิชา Physics ผมจำได้ว่าต้องเรียนในหัวข้อ
“การเคลื่อนที่แบบ Projectiles”
ซึ่งต่อมา ผมได้ชมภาพยนตร์ในแนว “based-on true story—action & thriller” เช่น
“American Sniper”
มันทำให้ผมสนใจ Physics ที่อยู่เบื้องหลังความรู้ที่ “พลซุ่มยิง” หรือ sniper ต้องเรียนรู้และฝึกฝน
ถ้าสนใจวิทยาศาสตร์ด้านนี้ลองศึกษาหัวข้อเกี่ยวกับ Ballistics ดูครับ วิทยาการด้านนี้น่าสนใจครับ คือคนที่จะเป็นพลซุ่มยิง(Snipers)ได้ ต้องมีความรู้เรื่องพวกนี้ละเอียดมากครับ
อยากให้บ้านเรามีคนสนใจวิทยาการด้านนี้ เผื่อใช้พัฒนาโครงการอวกาศของประเทศเราได้ครับ
ผมเคยลองหาข้อมูลเกี่ยวกับศาสตร์ในลักษณะนี้ดู สิ่งที่ผมค้นพบนั้นคือ
“ปัจจัย” ที่ทำให้พลซุ่มยิง ทำการยิงได้อย่างแม่นยำเมื่อต้องการ “ส่งกระสุน” ไปยังเป้าหมายที่อยู่ห่างออกไปไกลถึงหนึ่งถึงสองกิโลเมตรขึ้นไปนั้น มีเยอะมากครับ เป็นต้นว่า
แรงโน้มถ่วงของโลก, แรงต้านของอากาศ, ทิศทางและอัตราเร็วของลม, ความหนาแน่นของอากาศ, อุณหภูมิ, ความสูงของพื้นที่, ทิศทางการหมุนของโลก, และ ความชื้นของอากาศ เป็นต้น!
จนมีท่านผู้เชี่ยวชาญในวงการท่านหนึ่งเคยกล่าวไว้ว่า
We are not trying to change the world. We just try to question everything
Todd Hodnett
โฆษณา