ต้องใช้แรงอะไรในการดึงรถเข็นขึ้นทางลาด?
เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Pull The Shopping Cart ฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับแรงที่จำเป็นในการดึงตะกร้าสินค้าขึ้นทางลาด เป็นคำถามที่พบบ่อย โดยเฉพาะสำหรับผู้ที่ต้องรับมือกับทางลาดในซูเปอร์มาร์เก็ต โกดัง หรือสถานที่อื่นๆ ที่ใช้รถเข็นช็อปปิ้ง เรามาเจาะลึกรายละเอียดกันดีกว่าว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณพยายามดึงเกวียนขึ้นทางลาด
ก่อนอื่น เราต้องเข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานในการเล่นที่นี่ เมื่อคุณลากรถเข็นบนพื้นผิวเรียบ คุณจะต้องเผชิญกับแรงเสียดทานระหว่างล้อกับพื้นเป็นหลัก แต่เมื่อคุณขึ้นทางลาด สิ่งต่างๆ จะซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย มีสองแรงหลักที่เราต้องพิจารณา: แรงโน้มถ่วงและแรงเสียดทาน
แรงโน้มถ่วงคือพลังที่ดึงทุกสิ่งเข้าหาศูนย์กลางโลก เมื่อรถเข็นอยู่บนทางลาด แรงโน้มถ่วงจะพยายามดึงกลับลงมาตามทางลาด ยิ่งทางลาดชันมากเท่าใด แรงลงก็จะยิ่งแข็งแกร่งเท่านั้น เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ คุณจะต้องออกแรงขึ้นในทิศทางของทางลาด
ในทางกลับกัน แรงเสียดทานคือแรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของเกวียน มันเกิดขึ้นระหว่างล้อเกวียนกับพื้นผิวของทางลาด ประเภทของพื้นผิว สภาพของล้อ และน้ำหนักของรถเข็น ล้วนส่งผลต่อปริมาณแรงเสียดทาน ตัวอย่างเช่น พื้นผิวทางลาดที่ขรุขระจะสร้างแรงเสียดทานมากกว่าทางลาดที่เรียบ
เริ่มจากแรงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงกันก่อน แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร F = mg โดยที่ m คือมวลของวัตถุ และ g คือความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 9.8 เมตร/วินาที² บนโลก) แต่เมื่อรถเข็นอยู่บนทางลาด แรงเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นที่กระทำตามทิศทางของทางลาด
หากทางลาดทำมุม θ กับแนวนอน องค์ประกอบของแรงโน้มถ่วงที่กระทำลงไปตามทางลาดคือ Fg = mg sinθ ซึ่งหมายความว่าเมื่อมุมของทางลาดเพิ่มขึ้น แรงที่คุณต้องเอาชนะเนื่องจากแรงโน้มถ่วงก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่น หากคุณมีรถเข็นช็อปปิ้งที่มีมวล 10 กก. และทางลาดมีมุม 10 องศา แรงโน้มถ่วงที่กระทำลงไปตามทางลาดคือ Fg = 10 กก. × 9.8 ม./วินาที² × sin(10°) ความเข้มข้น 17 N
ตอนนี้เรามาพูดถึงแรงเสียดทาน แรงเสียดทานสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร Ff = μN โดยที่ μ คือสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน และ N คือแรงตั้งฉาก แรงตั้งฉากคือแรงที่กระทำโดยทางลาดบนรถเข็นที่ตั้งฉากกับพื้นผิวของทางลาด บนพื้นเรียบ แรงตั้งฉากจะเท่ากับน้ำหนักของรถเข็น (N = มก.) แต่บนทางลาด แรงตั้งฉากคือ N = mg cosθ
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับวัสดุที่สัมผัสกัน ตัวอย่างเช่น ล้อยางบนทางลาดคอนกรีตอาจมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแตกต่างจากล้อพลาสติกบนทางลาดไม้ ค่าทั่วไปสำหรับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างยางกับคอนกรีตคือประมาณ 0.7 ดังนั้น หากเราใช้รถเข็นขนาด 10 กิโลกรัมอันเดิมบนทางลาดคอนกรีตที่มีมุม 10 องศา แรงตั้งฉากคือ N = 10 กก. × 9.8 ม./วินาที² × cos(10°) พรีเมี่ยม 96.5 N และแรงเสียดทานคือ Ff = 0.7 × 96.5 N กลับไปยัง 67.6 N
แรงทั้งหมดที่จำเป็นในการดึงรถเข็นขึ้นทางลาดคือผลรวมของแรงเอาชนะแรงโน้มถ่วงและแรงเอาชนะแรงเสียดทาน ในตัวอย่างของเรา แรงรวม Ftotal = Fg+Ff data 17 N + 67.6 N = 84.6 N
ตอนนี้ คุณอาจกำลังคิดว่า "ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับตะกร้าสินค้าที่ฉันสนใจอย่างไร" ที่บริษัทของเรา เรามีตะกร้าสินค้าหลากหลายรูปแบบที่ออกแบบมาเพื่อทำให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้น ตรวจสอบของเรารถเข็นอาหาร- สร้างด้วยล้อคุณภาพสูงที่ช่วยลดแรงเสียดทาน ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องใช้แรงน้อยลงในการดึงขึ้นทางลาด
อีกหนึ่งทางเลือกที่ดีของเรารถเข็นแบบพกพาพับได้ขนาดกะทัดรัดช่วยประหยัดพื้นที่รถเข็นอาหาร- รถเข็นนี้ไม่เพียงแต่ประหยัดพื้นที่ แต่ยังมีน้ำหนักเบาอีกด้วย รถเข็นที่เบากว่าหมายความว่าแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อรถเข็นมีน้อยลง ดังนั้นคุณจึงต้องใช้แรงน้อยลงในการดึงรถเข็นขึ้นทางลาด
และหากคุณกำลังมองหารถเข็นที่เคลื่อนย้ายง่ายของเรารถเข็นพร้อมล้อหมุนคู่สำหรับร้านขายของชำคือหนทางที่จะไป ล้อหมุนคู่ช่วยลดแรงต้านเมื่อเลี้ยวและเคลื่อนที่บนทางลาด ทำให้ง่ายต่อการดึงรถเข็นขึ้น
ในสถานการณ์จริง มีปัจจัยอื่นๆ ที่อาจส่งผลต่อแรงที่ต้องใช้ในการดึงรถเข็นขึ้นทางลาด ตัวอย่างเช่น หากรถเข็นบรรทุกไม่เท่ากัน อาจทำให้ล้อลากไปด้านใดด้านหนึ่งมากขึ้น ทำให้เกิดแรงเสียดทานมากขึ้น นอกจากนี้หากมีการกระแทกหรือสิ่งกีดขวางบนทางลาดก็สามารถเพิ่มแนวต้านได้
เพื่อให้งานของคุณง่ายยิ่งขึ้น เราได้ออกแบบตะกร้าสินค้าของเราให้มีล้อที่เรียบลื่นและโครงที่แข็งแรง ล้อทำจากวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและเฟรมถูกสร้างขึ้นเพื่อกระจายน้ำหนักอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งหมายความว่าคุณจะมีเวลาลากรถเข็นขึ้นทางลาดได้ง่ายขึ้น ไม่ว่าคุณจะอยู่ในร้านขายของชำเล็กๆ หรือซูเปอร์มาร์เก็ตขนาดใหญ่ก็ตาม
ดังนั้น หากคุณอยู่ในตลาดตะกร้าสินค้าคุณภาพสูงที่ลากขึ้นทางลาดได้ง่าย ไม่ต้องมองหาที่ไหนอีกแล้ว เราพร้อมมอบผลิตภัณฑ์และโซลูชั่นที่ดีที่สุดให้กับคุณ ไม่ว่าคุณจะเป็นเจ้าของธุรกิจขนาดเล็กหรือบริหารจัดการเครือข่ายการค้าปลีกขนาดใหญ่ ตะกร้าสินค้าของเราสามารถตอบสนองความต้องการของคุณได้
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราหรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับแรงที่จำเป็นในการดึงตะกร้าสินค้าขึ้นทางลาด อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เรายินดีเสมอที่จะพูดคุยและหารือเกี่ยวกับวิธีที่เราสามารถช่วยคุณในเรื่องความต้องการตะกร้าสินค้าของคุณ มาเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับวิธีที่ตะกร้าสินค้าของเราสามารถทำให้การดำเนินงานของคุณมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้อย่างไร
อ้างอิง
- Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014) พื้นฐานของฟิสิกส์ ไวลีย์.
- เซอร์เวย์ RA และจิวเวท เจดับบลิว (2018) ฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกับฟิสิกส์สมัยใหม่ การเรียนรู้แบบ Cengage