รถบ้านมี “แรง g” เหมือนรถแข่งหรือไม่

ทุกครั้งที่เรารับชมการถ่ายทอดสดมอเตอร์สปอร์ต ไม่ว่าจะเป็นโมโตจีพี หรือฟอร์มูล่า วัน มักจะได้ยินผู้บรรยายพูดอยู่ว่านักแข่งจะต้องต่อสู้กับแรง g มหาศาลขณะแข่งขันอยู่บนแทร็ก เคยสงสัยกันหรือไม่ว่า “แรง g” ที่ว่านี้มันคือแรงอะไร และคนขับรถทั่วไปอย่างเราๆจะต้องเผชิญแรง g ยามขับขี่บนท้องถนนหรือไม่ Tonkit360 อาสาพาไปหาคำตอบ

แรง g คืออะไร

ที่เราเรียกกันว่าแรง g นั้น ในทางหลักของวิชาฟิสิกส์ มันมาจากคำว่า gravity ถือเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งทำให้วัตถุดึงดูดเข้าหากัน ยกตัวอย่างเช่น แรงดึงดูดของโลกที่ยึดเหนี่ยววัตถุทุกอย่างเอาไว้กับพื้นโลก อย่างไรก็ดี แรง g ที่พูดถึงกันในการแข่งขันมอเตอร์สปอร์ตนั้น ถือเป็นแรงที่มีการเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน เช่น การเพิ่มหรือลดความเร็วของวัตถุ หรือการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เป็นต้น

ซึ่งการเพิ่มหรือลดความเร็วของวัตถุ หรือการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่นั้น จะต้องมาพร้อมกับอัตราเร่ง หรือหากจะยกตัวอย่างให้เห็นภาพคือ หากคุณจอดรถหยุดนิ่งและขับรถเดินหน้าเหยียบคันเร่งแบบทันทีทันใด จังหวะที่รถออกตัวอย่างรวดเร็วนั้น ผู้โดยสารในรถจะรู้สึกกระชากและมีอาการ “หลังติดเบาะ” นั่นแหละคือแรง g ที่เกิดขึ้น หรือที่เราอาจคุ้นหูกันว่า g-forces นั่นเอง

ทำไมนักแข่งรถถึงต้องต่อสู้กับแรง g

จากที่อธิบายเอาไว้ในหัวข้อด้านบน ว่าแรง g ที่ผู้บรรยายพูดถึงในมอเตอร์สปอร์ตนั้น จะเป็นแรงที่มีองค์ประกอบรวมกัน ทั้งอัตราเร่ง อันมีผลให้เกิดการเพิ่มหรือลดความเร็วของวัตถุ หรือการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ ฉะนั้นอาจกล่าวได้ว่า แรง g จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีอัตราเร่งเข้ามาเกี่ยวข้อง

ยกตัวอย่างรถยนต์ที่ขับด้วยความเร็วคงที่ 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หากรถทำความเร็วคงที่ได้ตลอด ณ ช่วงเวลานั้น จะไม่มีแรง g เกิดขึ้น (แรง g มีค่าเป็น 0) แต่หากรถเบรก ไม่ว่าจะกะทันหัน หรือเบรกตามการขับขี่ปกติ ณ เวลานั้นๆ นั่นแหละที่เราเรียกว่า แรง g ซึ่งจะมากหรือน้อย ก็ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้าน ความเร็ว ,น้ำหนักวัตถุ อัตราเร่ง การเบรก รวมถึงการเปลี่ยนทิศทาง

แรง g ในรถฟอร์มูลา วัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแข่งขันรถฟอร์มูล่า วัน ที่รถแข่งทำความเร็วระดับ 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หากต้องเบรกเพื่อเข้าโค้ง ตัวเลขของแรง g จะมีค่าถึง 5g เช่นเดียวกันตอนที่รถเข้าโค้งความเร็วสูงขณะความเร็ว 200 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนทิศทาง ตัวเลขระบุว่า นักขับจะต้องต่อสู้กับแรง g ที่มีค่าถึง 6g เลยทีเดียว (สังเกตได้จากศีรษะของนักขับ ที่จะเอียงซ้ายเมื่อรถเข้าโค้งขวา และเอียงขวเมื่อรถเข้าโค้งซ้าย)

รถบ้านทั่วไปมีแรง G เท่าไหร่

เมื่ออธิบายให้ทราบถึงแรง g กันไปแล้ว คำถามที่ว่า รถบ้านทั่วไปมีแรง g เท่าไหร่ ซึ่งคำตอบก็คือ ไม่ว่าจะเป็นวัตถุชนิดใด หากมีการเคลื่อนที่และมีปัจจัยเรื่องของ ความเร็ว อัตราเร่ง และการเปลี่ยนทิศทางก็ล้วนมีแรง g เกิดขึ้นได้ทั้งหมด อย่างไรก็ดี หากพูดถึงรถยนต์ทั่วไปที่ใช้ในชีวิตประจำวันที่เราใช้ความเร็วระดับ 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ค่าของแรง g จะอยู่ที่ 0.7g – 1.0g

เปรียบเทียบแรง g จากกิจกรรมต่างๆ

สรุปได้ว่า ไม่ว่าจะเป็นกิจกรรมใดๆล้วนสามารถเกิดแรง g ได้ทั้งสิ้น สุดท้ายเพื่อให้เห็นภาพถึงความแตกต่าง Tonkit360 จัดการรวบรวมค่าของแรง g จากกิจกรรมต่างๆมาฝากกัน

เครืองบินรบมีแรง g อยู่ในระดับ 9-12 g

แรงโน้มถ่วงของโลกในแนวดิ่งที่ระดับน้ำทะเล : 1g
รถสปอร์ต : 1.3g
การจาม 3g
การไอ: 3.5g
รถไฟเหาะตีลังกา: 4g
รถฟอร์มูล่า วัน : 5g
เครื่องบินไอพ่น : 9-12g
การชนประสานงานของรถยนต์อันเป็นเหตุให้คนขับเสียชีวิต : 70-100g
ขีปนาวุธ (มิสไซล์) : 100g
การทำงานของลูกสูบเครื่องยนต์รถฟอร์มูล่า วัน ที่อัตราเร่งสูงสุด : 8,600g