Post on 24/06/2019

เนินชะลอความเร็วสุดนิ่ม จากการคำนวณของนักฟิสิกส์รางวัลโนเบล “อาร์เทอร์ คอมป์ตัน”

compton

เชื่อว่าหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่คนทั้งรักมากและเกลียดสุด ๆ คือ “ลูกระนาด” หรือที่มีชื่อเป็นทางการว่า “ลูกเนินชะลอความเร็ว”

ไม่มีการบันทึกหลักฐานไว้ว่าใครคือผู้คิดค้นสุดยอดนวัตกรรมแห่งยุคนี้ แต่คนที่จริงจังกับเรื่องนี้ถึงขั้นคิดคำนวณอย่างละเอียดแม่นยำ คือ นักฟิสิกส์เจ้าของรางวัลโนเบล นามว่า อาร์เทอร์ คอมป์ตัน 

ลูกเนินชะลอความเร็ว (Speed Hump) เป็นอุปกรณ์ยับยั้งจราจรประเภทหนึ่ง มีลักษณะพื้นผิวจราจรยกสูงเป็นโค้งรูปหลังเต่า ใช้ติดตั้งขวางทิศทางการจราจรเพื่อชะลอความเร็วของยวดยาน ที่นิยมใช้อย่างแพร่หลายมีอยู่ 4 ลักษณะคือ โค้งหลังเต่า (Sinusoidal) โค้งวงกลม (Circular) โค้งพาราโบลา (Parabolic) และ ผิวบนแบนราบ (Flat-Topped)

ลูกเนินชะลอความเร็ว หรือที่ประเทศอังกฤษตั้งชื่อเล่น ๆ ว่า “จ่าหลับ” (sleeping policeman) ที่ได้มาตรฐานควรมีความสูงจากผิวจราจรประมาณ 7.5-10 เซนติเมตร และต้องติดตั้งโดยมีระยะห่างแต่ละจุดประมาณ 80-130 เมตร ซึ่งการใช้งานของเจ้าลูกเนินนี้เหมาะสำหรับถนนที่มีปริมาณจราจรไม่เกิน 500 คันต่อวัน

ว่ากันว่าลูกเนินชะลอความเร็วถือกำเนิดครั้งแรกในราว ค.ศ. 1906 ในเมืองแชตแฮม รัฐนิวเจอร์ซีย์ สหรัฐอเมริกา โดยยกพื้นทางม้าลายสูงขึ้นมาอีก 5 นิ้ว หรือประมาณ 12.7 เซนติเมตรจากพื้นถนน เพื่อบังคับรถยนต์ในสมัยนั้นที่ทำความเร็วสูงสุดได้ประมาณ 48 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ให้ชะลอความเร็วลงอีกเล็กน้อย

บรรพบุรุษของลูกเนินชะลอความเร็วนี้ทำจากอิฐและหินลูกกรวดผสมปูน วันแรกที่ติดตั้งเจ้าลูกเนินนี้ คนเกือบทั้งเมืองแห่ไปซื้อข้าวโพดคั่วและจับจองที่นั่งใกล้ ๆ เพื่อรอชมบรรดารถเงอะงะที่เด้งดึ๋งกระเด็นกระดอนและท่าทางตกใจของคนขับรถ จากพื้นถนนราบเรียบที่เปลี่ยนไปภายในข้ามคืนโดยไม่มีการแจ้งเตือนล่วงหน้า ลูกเนินชะลอความเร็วเลยกลายเป็นคู่รักคู่แค้นของคนขับรถมาตั้งแต่ตอนนั้น

จนกระทั่งในปี 1953 ระหว่างที่นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล อาร์เทอร์ ฮัลลี คอมป์ตัน (Arthur Holly Compton) รับตำแหน่งนายกสภาอยู่ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ที่ตั้งอยู่ในเมืองเซนต์หลุยส์ รัฐมิสซูรี เขาสังเกตเห็นรถใช้ความเร็วเวลาแล่นผ่านหอประชุมบรุกกิงส์ จุดประกายไอเดียให้เขาใช้ความรู้ด้านฟิสิกส์ระดับรางวัลโนเบล คิดคำนวณลูกระนาดชะลอความเร็วที่ช่วยลดความเร็วของรถอย่างนุ่มนวลที่สุด

อาร์เทอร์ ฮัลลี คอมป์ตัน เป็นผู้ค้นพบ “ปรากฏการณ์คอมป์ตัน” ซึ่งว่าด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อชนกับอนุภาคจะมีความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น จากการที่พลังงานถูกถ่ายเทให้กับอนุภาคนั้น สิ่งนี้ช่วยยืนยันว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีสมบัติของอนุภาค ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 1927 นอกจากนี้ เขายังเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะหัวหน้าห้องปฏิบัติการโลหวิทยาของโครงการแมนฮัตตันอีกด้วย

คอมป์ตันเอาชื่อกลางของตัวเองตั้งชื่อลูกระนาดชะลอความเร็วแบบนี้ว่า “เนินฮัลลี” (Holly Hump) ที่มีความสูง 7 นิ้ว มีความยาวรวม 26 ฟุต ปลายยอดเป็นหน้าตัดราบยาว 4 ฟุต ซึ่งคอมป์ตันได้ออกแบบมาทั้งแบบเนินเดียวและแบบเนินคู่ที่มีความยาวน้อยกว่าเล็กน้อย

คอมป์ตันได้คำนวณไว้ว่า รถยนต์ที่มีน้ำหนักรวม 1,800 กิโลกรัม แล่นผ่านเนินฮัลลีด้วยความเร็ว 20 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือประมาณ 32 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จะเกินแรงจี (g-force) อยู่ที่ 0.4 g และถ้าเพิ่มความเร็วเกิน 30 ไมล์ต่อชั่วโมง จะทำให้ล้อรถลอยเหนือพื้นจากแรงจีที่มากกว่าหนึ่ง แต่ถ้าเพิ่มความเร็วขึ้นอีกเป็น 40 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือราว 64 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เนินฮัลลีจะผลิตแรงจีบวกกว่า 2.7 เท่าของแรงโน้มถ่วง และทวีเป็น 4 เท่า ที่ความเร็ว 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง !!

นี่อาจเป็นวิธีลัดราคาถูกของขาซิ่ง ที่อยากลองสัมผัสแรงจีในระดับเดียวกับนักบินเครื่องบินขับไล่ แต่แน่นอนว่าต้องแลกมาด้วยช่วงล่างรถและความเสี่ยงอุบัติเหตุร้ายแรง ซึ่งมีต้นทุนที่สูงกว่ามากมาย

เนินฮัลลีของคอมป์ตันได้รับการออกแบบมาสำหรับความเร็วในอุดมคติ คือไม่เกิน 10 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือ 16 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถึงจะวิ่งผ่านเนินนี้ได้อย่างนิ่มนวลดุจแพรไหม

แต่หนึ่งในผลงานชิ้นเอกของเขาที่น่าจะส่งผลกระทบไปทั่วโลกอย่างเนินฮัลลี กลับไม่ได้ถูกนำไปต่อยอด เพราะขนาดและต้นทุนในการติดตั้งที่สูงเกินความจำเป็น โดยส่วนใหญ่เนินชะลอความเร็วความยาวประมาณหนึ่งฟุต และสูงไม่เกิน 10 เซนติเมตร ก็เพียงพอต่อการชะลอความเร็วของรถยนต์ลงไม่ให้เกิน 40 กิโลเมตรต่อชั่วโมงแล้ว แต่สุดท้ายในปี 1992 เนินฮัลลีได้ถูกนำไปติดตั้งที่ถนนฮอยท์ ไดร์ฟ เพื่อเป็นเกียรติในงานครบรอบวันเกิด 100 ปีของอาร์เทอร์ คอมป์ตัน

ปัจจุบันเนินชะลอความเร็วแม้จะมีส่วนช่วยป้องกันการเกิดอุบัติเหตุจากการขับรถเร็วในเขตชุมชน แต่ก็มีส่วนสร้างปัญหาอื่น ๆ ทั้งทำให้รถฉุกเฉินทำความเร็วไม่ได้ ก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง ไปจนถึงทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้นจากการใช้เกียร์ต่ำตลอดเวลา นอกจากนี้ ผู้ใช้ถนนหลายล้านคนต้องมาเดาใจกับลูกระนาดชะลอความเร็วแบบ DIY ที่ส่วนใหญ่ไม่ได้มาตรฐาน ทำให้รถเกิดความเสียหาย ไปจนบางครั้งกลายเป็นสาเหตุของอุบัติเหตุร้ายแรงอยู่บ่อยครั้ง

วิธีที่น่าจะดีที่สุดคือการสร้าง “เนินชะลอความเร็ว” ขึ้นในใจของผู้ใช้รถทุกคน ให้มีจิตสำนึกสาธารณะในการขับขี่อย่างปลอดภัย เคารพกฎจราจรอย่างเคร่งครัด ใช้ความเร็วอย่างเหมาะสม โดยเฉพาะในย่านชุมชนที่อยู่อาศัย เพียงเท่านี้ก็ไม่จำเป็นต้องคิดค้นเนินชะลอความเร็วล้ำสมัยที่เหมือนเป็นการแก้ปัญหาที่ปลายเหตุ

 

ที่มา
http://www.dla.go.th
https://www.saga.co.uk
https://libanswers.wustl.edu/faq/76174
https://en.wikipedia.org
https://web.archive.org
https://en.wikipedia.org
https://www.acplm.net

 


นักเขียนที่ชอบนั่งนิ่งเงียบแอบมองโลกและผู้คนที่ผ่านไป แล้วแปลงให้กลายเป็นเรื่องราวบนโลกดิจิทัล

Related

ดับบาวาลา ส่งปิ่นโตให้คนอื่นอิ่ม แต่ตัวเองแทบไม่มีกินช่วงโควิด

ออเดรย์ ถัง แฮกเกอร์สาวข้ามเพศอัจฉริยะ ที่ขับเคลื่อนประชาธิปไตยผ่านการเป็นรัฐมนตรีดิจิทัล

ยาสซิน และ อาร์ลีน คู่รักมุสลิม-ยิว นัก Vlog ผู้เดินทางรอบโลกไปด้วยกัน

ชวนล ไคสิริ เลิกออกแบบตึก มาเป็นเจ้าของแบรนด์เสื้อผ้า POEM

“อเล็กซานดร้า สก็อตต์” สาวน้อย 4 ขวบ ที่ตั้งแผงขายน้ำมะนาวเพื่อหาเงินช่วยเพื่อนเป็นโรคมะเร็ง

หมออ้อย-เชาวพันธ์ ยินหาญมิ่งมงคล คุณหมอ “สัตว์แปลก” ที่ได้รักษาตัวเหี้ย เพราะลูกแมวที่บ้าน

พี่เตี้ย มช. : ตูบขาสั้น นักโบกขอขึ้นมอเตอร์ไซค์ในความทรงจำ

วิวัฒน์ ศัลยกำธร: พลังสามัคคี และศาสตร์พระราชา จะช่วยทุกคนให้ผ่านโควิด-19