ถามอะไรไม่เข้าท่า ว่าด้วยเรื่อง "ล้อเหวี่ยง" ?

[บุโรทั่ง]

ล้อเหวี่ยงๆ นี่เหวี่ยงแบบไหน
เหวี่ยงอย่างที่เข้าใจ คือเหวี่ยงถ่วงคล้ายกับพูเลย์
ถ้าถ่วงตะกั่วสักสองจุดที่ขอบล้อตรงข้ามกันสองฝั่ง
หรือสี่จุดเป็นกากะบาท เหมือนถ่วงล้อรถยนต์
จะทำให้ "เหวี่ยง" ผิดไปจากที่ควรไหมครับ

ขอบคุณครับ

[kasareewa]

ไม่มีประสบการณ์ตรงครับ แต่ขอตอบในเชิงวิศวกรรมก็แล้วกันนะครับ
โดยปกติแล้วนะครับถ้าพิจารณาจาก กฏของนิวตันทีว่ากันเรื่องของ "แรง มวล และอัตราเร่ง"

F = ma

สมมติว่าถ้าเรามีแรงถีบจักรยาน F เท่าๆกัน ทุกวันที่เราปั่นจักรยาน อัตราเร่ง a จะขึ้นอยู่ มวล m เพียงอย่างเดียวเท่านั้น (ไม่นับเรื่องแรงต้านอากาศ ความเร็วลม ความดันลมยาง อุณหภูมิ และ ตัวแปรอื่นๆ นะครับ) กล่าวคือ เมื่อ มวลเพิ่มขึ้นก็จะมีผลทำให้อัตราเร่งลดลง หรือถ้ามวลลดลงอัตราเร่งก็จะเพิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติ
ในทางกลับถ้า มวล เพิ่มขึ้นการจะหยุดรถก็จะทำได้ยากขึ้นด้วยเช่นกัน เนื่องจาก Momentum (m x V) ที่สูงขึ้นนั่นเอง ซึ่งการที่จะคิดอย่างนี้ได้จะต้องไม่คำนึงถึงตัวแปรอื่นที่เกี่ยวข้อง

สรุปสั้นๆ เกี่ยวกับกฎของนิวตัวในแนวเชิงเส้น
ถ้าเพิ่มมวลรถหยุดยาก แต่ออกตัวได้ช้า ซึ่งก็หมายความว่าเราจะสามารถขี่ที่ความเร็วคงที่ได้ดีกว่ามวลน้อยๆ
ถ้าลดมวลรถหยุดง่าย ออกตัวได้ไว

ครับแต่สิ่งที่ผมพูดไปมันทฤษฎีพื้นๆ มาคราวนี้ขอพูดเรื่องที่ความเหวี่ยงของล้อก่อนละกันนะครับ การที่เราพูดว่าล้อมันเหวี่ยงนั้นก็คือ ล้อหมุนได้นานรักษาความเร็วได้ค่อนข้างคงที่ ประหยัดแรง ไม่ต้องเติมบ่อย ไม่ต้องต่อแถวเข้าคิวตามๆ กันเพื่อหลบลมมากนัก
สิ่งที่ทำให้เกิดประสบการณ์ “เหวี่ยง” ได้นั้น ก็คือ Moment of Inertia ซึ่งจะมีสูตรที่ใช้คิดแตกต่างกันไปตามลักษณะรูปทรงของวัตถุ แต่สำหรับล้อจักรยานนั้น จะมีค่าเท่ากับ I = mr^2 (ไม่คำนึงถึงน้ำหนักเส้นลวด)

โดยที่ I คือ ค่า Moment of Inertia
m คือ มวลของล้อ
r คือ รัศมีของมวลล้อรอบแกนหมุน

ดังนั้นถ้าขอบล้อมีมวลมากๆ ก็จะทำให้ค่า Moment of Inertia สูงขึ้นตามไปด้วย ทำให้ล้อจักรยานสามารถรักษาความเร็วได้คงที่มากกว่าขอบล้อที่เบากว่า แต่จะมีข้อเสียก็คือ ต้องใช้ความพยายามมากกว่า หรือเวลานานกว่าในการที่จะเร่งไปจนถึงความเร็วเดียวกัน

คราวนี้ขอพูดถึง r บ้าง ถ้ารัศมีของมวลรอบแกนหมุนยิ่งไกลเท่าไร ก็จะยิ่งทำให้ค่า Moment of inertia เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ เพราะว่าใส่สูตรกำลังสองอยู่ ดั้งนั้น ถ้าหากจะเพิ่มน้ำหนักล้อเพื่อให้มันเหวี่ยงๆ เราก็เลยต้องไปเพิ่มที่ ขอบ ไม่ใช่ที่ดุม

สรุปสั้นๆ เกี่ยวกับโมเมนตัมเชิงมุม
“ค่า I ก็ให้ผลเหมือนกับค่า m ในแนวเชิงเส้นนั่นแหละ แค่มันหมุน”

ตอบข้อซักถามของเจ้าของกระทู้
“ถ้าถ่วงตะกั่วสักสองจุดที่ขอบล้อตรงข้ามกันสองฝั่ง หรือสี่จุดเป็นกากะบาท เหมือนถ่วงล้อรถยนต์จะทำให้ "เหวี่ยง" ผิดไปจากที่ควรไหมครับ”

ตอบ: ผมไม่รู้ครับ

แต่..... ก็น่าลอง เพราะถ้าอธิบายกันตามทฤษฎีก็น่าจะทำให้ล้อจักรยานสามารถรักษาความเร็วเชิงมุมได้นานขึ้น น่าจะมีผลทำให้ลดการเติมลดลงในที่สุด แต่โดยส่วนตัวแล้วผมยังเชื่อว่าแรงต้านอากาศน่าจะเป็นปัจจัยหลักที่มีผลกระทบมากกว่าเรื่องมวลที่ติดอยู่ที่ล้อครับ

ผมพล่ามมาพอสมควรแล้ว คิดว่าควรพอก่อนดีกว่า แต่ถ้าใครจะถามต่อเกี่ยวกับเรื่อง Aerodynamics ผมก็ยินดีที่จะตอบนะครับ

[lotus]

ตอบได้ดีครับ คนธรรมดาก็ยังฟังเข้าใจได้ น่าจะเป็นอาจารย์นะครับ

[The Trek]

ขออนุญาตนะครับ
อ่านอย่างตั้งใจ ได้ความรู้มากเลย พออ่านมาถึงคำตอบ
ผมฮาเลยครับ

[giro]

ผมมาช่วยตอบให้เข้าเรื่องจักรยานจำเพาะให้ครับ
ถ้าได้อ่านเนื้อหาจากหนังสือต่างประเทศหรือจากบทความตางประเทศจะสงสัยครับว่า .........มันไม่มีคำว่า"เหวี่ยง"ปรากฏเลยครับ

คำว่าเหวี่ยงนั้นเป็นการสร้างคำนิยามของนักจักรยานไทยเราครับ ในทางกลับกันเลยครับ ล้อจักรยาน(และล้อรถยนต์)ที่ดี จะต้องหมุนอย่างคงที่เป็นแรงที่สม่ำเสมอ จะเห้นได้จากวลี ..... spin smoothly ....... ถ้าโบราณๆคงเรียกกันว่า"หมุนสะมอเร่" แล้วอาการเหวี่ยงที่เราๆเรียกมันคืออะไร? เพราะเวลายกล้อวงละครึ่งแสน วงละเกือบแสน มาหมุน ก็พบว่า มันไม่เห็นมาอาการ"เหวี่ยง"ตัวเลย ตรงกันข้าม ผมเอาล้อวงละสามพัน สี่พันมาหมุน เออ พบว่ามันมีอาการเหวี่ยงในบางจุดของวงล้อ

อ้าววว งั้นแปลว่าล้อเหวี่ยงๆกลับเป็นล้อรุ่นล่างๆสิเนี่ย??

มาบางอ้อตรงคำอธิบายของพี่ๆครับว่า ไอ้ล้ออลูฯรุ่นล่างๆ ตรงรอยเชื่อมของขอบจะมีน้ำหนักมากกว่าขอบช่วงอื่น ทำให้การหมุน"ไม่ราบลื่น" และมีแอบบอกผมมาว่า คนหลายๆคนยังเข้าใจว่านี่คือคำว่า"เหวี่ยง" ที่ว่ากัน

ผมก็จะขออธิบายคำว่าเหวี่ยงในที่นี้เลยครับ หลังจากอ่านทฤษฏีฟิสิกส์เชิงกลพื้นฐานกันมาแล้ว

กลับมาที่ล้จักรยานครับ อาการเหวี่ยงนั้นมาจากล้อที่เราเรียกกันว่า"ล้อขอบสูง" ซึ่งอันที่จริงตัวมนเองมีคุณลักษณะเรื่อง"อากาศพลศาสตร์" หรือ แอโร่ไดนามิค เป็นหลักครับ ที่มา มาอย่างไรนั้น รบกวนไปอ่านจากแนะนำล้อ Zipp ครับ ตรงนั้นทางผู้นำเข้าอธิบายใว้กระจ่างแล้ว ทั้งล้อขอบสูงและล้อดิสค์ ล้วนแต่"เหวี่ยง"ด้วยกันทั้งนั้น แต่ไม่ได้แปลว่าตัวมันเองหมุนอย่างไม่สม่ำเสมอครับ

ถ้าจะพูดว่า"เหวี่ยง" คงไม่ตรงนัก ต้องบอกว่า ล้อมัน"รักษาการเคลื่อนที่" ได้ดีมากกว่าครับ ซึ่งอากาศพลศาสตร์ทำหน้าที่ทั้งลดแรงต้านและสลายแรงฉุดตรงนี้ ทำให้ล้อพวกนี้ดูมีอาการเหมือนว่ามันไหลไปเองได้ง่ายๆ เหมือนว่ามีอะไรซักอย่างผลักมันไปข้างหน้า ยิ่งล้อดิสค์ยิ่งแล้วใหญ่ การออกแบบจะยิ่งทำให้ลมในองศาอื่นๆบางมุมช่วยผลักล้อได้เหมือนใบเรือ ดังนั้นคนขี่จึงรู้สึกว่ามันลื่น ไหล ไปด้านหน้าแถมมีแรงผลักด้วย

ส่วนล้อขอบสูงแม้จะมีค่าแอโร่ไม่มากเท่าล้อดิสค์ แต่มันกำเนิดมาเพื่อการใช้งานบนถนนอย่างแท้จริง ลดภาวะจุดอ่อนจากลมด้านข้าง(ที่ไม่ได้มีแค่แรงผลักทำให้รถเซ แต่มันทำให้เกิดแรงฉุดหน่วงการหมุนด้วย) ขอบที่สูงนอกจากจะแหวกอากาศลดแรงฉุดแล้ว ยังทำตัวเองเป็นมวลที่อยู่ปลายสุดของแกนหมุนอีกด้วย ซึ่งจะเห็นได้ว่า มวลตรงปลาย มีแรงต้านน้อย มีแรงฉุดน้อย มันจะมีความสามารถในการคงการเคลื่อนที่ไปได้มากกว่า ทำให้เกิดแรงที่เหมือน"แรงเหวี่ยง"ตัวเองไปด้านหน้า และล้อพวกนี้ แรงฉุดเกิดที่ซี่ล้อมากกว่า ต่อให้ซี่ออกแบบมาดียังไง ก็ยังมีผลกับแรงฉุด แต่ด้วยมันอยู่ใกล้กับจุดหมุน ทำให้แรงนั้นส่งผลทางเชิงกลน้อยกว่าแรงที่ขอบล้อกระทำ ดังนั้นล้อที่หนักเท่ากัน ล้อที่น้ำหนักมากกว่าอยู่ที่ขอบจะ"เหวี่ยง"ตัวมากกว่าอยู่แล้ว ในทางกลับกัน ล้อที่น้ำหนักไม่ได้ตกที่ขอบจะใช้แรงน้อยกว่าในการขยับหรือหน่วงขอบ ดังนั้นล้อสองวง วงหนึ่ง 1400 กรัมขอบสูง อีกวง 1400 กรัม ขอบต่ำ วงแรกจะแอโร่ดี เรียกแบบบ้านเราว่าเหวี่ยงดี พอเอาไปขึ้นเขาอาจลำบากกว่านิดหน่อยเพราะจะหมุนมวลที่กลายล้อต้านแรงดึงดูดต้องใช้แรงมากกว่า ทำให้เจ้าล้อวงที่สองสามารถขึ้นเขาได้ดีกว่า หมุนมวลของขอบไปได้ง่ายกว่า แต่ถ้ามีกระแสอากาศไม่ว่าจะเป็นลมหรือมวลอากาศหมุนเกิดแรงฉุดก็จะส่สงผลกับมันมากกว่า ล้อจึงไม่"เหวี่ยง"ในทางราบ

ถ้าแนวคิดถ่วงล้อเพื่อให้"เหวี่ยง"นั้น จะมีผล มันก็คงเป็นแค่มวลที่ขอบที่มากขึ้น ซึ่ง มวลนี้เทียบกับเรื่องของอากาศพลศาสตร์แล้วถือว่าส่งผลน้อยกว่ามากครับ ยกตัวอย่างล้อขอบสูงยางงัด หนัก 1800 กรัม กับล้อยางงัดรุ่นประหยัด 1800 กรัมเช่นกัน สองตัวนี้มีสมรรถนะต่างกันลิบ ตัวแรกเหวี่ยงดี(ถ้าเรียกแบบบ้านเรา) วิ่งดี ตัวที่สองไม่ได้มีฟิลลิ่งนั้นเลย และแน่นอนว่าทั้งสองตัวนี้อัตราเร่งหนืดเท้าทั้งคู่ พอความเร็วสูงมากๆ กระแสอากาศยิ่งมีผลมากๆ ล้อขอบสูงหนักๆสามารถรักษาการหมุนได้ดีก็เกิดอารมณ์"เหวี่ยง" อีกตัวนึง หนักเท่ากันแท้ๆ แต่ไม่มีความสามารถทางด้านแอโร่เลย น้ำหนักที่มากไม่ได้มีผลอะไรนักเมื่อมันโดนกระแสอากาศส่งผลซะทั้งต้องแหวกแถมด้วยแรงฉุดทางด้านหลัง

มามองล้ออย่าง Roval ล้อที่"เหวี่ยง"ทั้งๆที่ขอบไม่สูงและล้อก็ไม่หนักมากมาย น้ำหนักดุมปลาดาวหนักกว่า เหวี่ยงเพราะ ลดแรงต้านและแรงฉุดที่เกิดจากซี่ล้อ อย่างที่บอกว่าแรงนี้มากมหาศาลนัก ลดระยะตรงนี้ไปได้ครึ่งๆ ก็ลดแรงได้มากมาย ล้อก็มีฟิลลิ่ง"เหวี่ยง"ได้เช่นกันโดยไม่ต้องมีน้ำหนักถ่วงที่ขอบ

สรุปสุดท้ายเลยครับ..............คำว่าเหวี่ยงที่เรียกกันนั้นไม่ได้มีอะไรมากกว่าคำว่า"แอโร่ไดนามิค" เลย.......... แต่มันไม่ผิดที่จะรู้สึกแบบนั้นบนจักรยานครับเพราะอาการที่ล้อเคลื่อนไปได้มันคล้ายการเหวี่ยงตัวจริงๆ ต้องไปหาล้อพวกนี้มาแล้วลองเอามือหมุนดูครับว่ามันหมุนส่มำเสมอมากๆ ถ้าจะมีอาการไม่ราบรื่น ก็มาจากไม่แม่เหล็กติดไมล์ ก็มาจากพวกจุ๊บสูบยางกับอะแด็ปเตอร์ต่อยาวนั่นแหละครับ

คิดง่ายๆครับ ล้อขอบสูงรุ่นพระเจ้าหนักแค่โลเดียว ทำไมมัน"เหวี่ยง"ดีกว่าล้อหนักสองโลได้?? เรื่องมวลมีผลก็จริงแต่น้อยมากๆเมื่อเทียบกับอากาศพลศาสตร์

สำหรับล้อผมว่าสิ่งสำคัญคือ
-แอโร่ไดนามิค
ไม่ใช่แค่แหวกอากาศได้ดีต้องมีแรงฉุดน้อยด้วย ทั้งจากขอบและซี่ล้อ
-น้ำหนัก
ยิ่งเบายิ่งดี เพราะแม้ว่าเบาแต่แอโร่ดี ลื่นดี มันก็ยังคงตัวได้มาก ล้อดิสค์ก็เบาลงเรื่อยๆจากกำเนิดของมัน อัตราเร่งและการขึ้นทางชันสำคัญที่นำ้หนักนี่ล่ะครับ
-แรงเสียดทานในดุม
อันนี้ก็พูดกันตรงๆว่าความลื่น ถ้าสองอย่างแรกยอดเยี่ยมดุมฝืดก็จบกัน แต่แน่นอนว่าถ้าดุมลื่น แรงเสียดทานน้อย ล้อก็หมุนไปได้ดีขึ้น
-ความแข็ง
ล้อที่ดีต้องแข็ง แข็งพอจะรับน้ำหนักได้ แข็งพอจะรับแรงบิดได้ แข็งพอจะเข้าโค้งได้อย่างมั่นคง ทั้งขอบและซี่ต้องแข็งพอด้วยทั้งคู่ จะเอาเบาเข้าว่าแต่ยวบหยึยก็ไม่ใช่ล้อที่ดี

ปล.
"Gravity: The attractive force that cannot be seen, only can be felt " = เรียกกันง่ายๆว่า "เสน่ห์" หรือเปล่าครับ ถ้างั้นรู้สึกว่าตรงเอแบคบางนาจะมีแรงดึงดูดสูงกว่าเขาเขียวนะครับ เห็นดูดนักจักรยานจนเสียทิศทางไปสามคน คาดว่าเร็วๆนี้จะดูดไปอีกเพียบบบบบบ

[ชิน]

ทั้งท่าน kasareewa และท่านพี่ Giro ตอบกันมึนไปเลย ไอ้หัวคำนวน วิดวะกรรม ไม่ค่อยเข้าหัว 555 แต่ก็ตอบได้น่าจะทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นครับ
ไอ้ผมขี่อย่างเดียว ไม่ได้รุ้เรื่องอะไรเล้ย มีมาให้ขี่ก็ขี่ ยิ่งของฟรีและดียิ่งชอบ

[DraftBeer]

.............มึน...............

[บุโรทั่ง]

กลับไปสรุปมาใหม่ คนละหนึ่งบรรทัด





ล้อเหวี่ยง เอ๊ย ล้อเล่น...

ขอบคุณสำหรับคำตอบขอรับ.

[benzd]

ขอบคุณความรู้ดีๆที่ได้เพิ่มเข้าสมองครับ

[orannews]

คำถามโดนใจรอฟังความเห็นกันต่อไป อิอิ

[boonbu]

ขอบคุณครับ
ชอบจังเลยกระทู้แบบนี้

[Nong]

เออ แฮะ ใช่แล้วครับ

ส่วนประกอบล้อนี่ยิ่งหมุนเร็วยิ่งมีผลครับ

จึงแนะนำห้อัพเกรดล้อก่อนจะเห็นผลกว่า เมื่่อเทียบราคาแ้ล้ว

[Leo_Raioh]

ชอบคำว่า "หมุนสะมอเร่" จริงๆเลยครับ

[kasareewa]

ขอบคุณ คุณ GIRO มากครับที่เข้ามา Confirm เรื่อง Aerodynamics ส่วน Signature ของผม คุณ Giro ก็ทายถูกอีกนั่นแหละ เป็นคนแรกเลยนะเนี่ยทีี่เข้าใจความหมาย

ส่วนรายละเอียดเกี่ยวกับ Aerodynamics ผมจะขอมาพูดถึงวันหลังนะครับ วันนี้งานเข้าครับ

[jo tarmac sl2]

Thank you for very good answers krab. It is not nice to know it is needed to know.