Warum steigen die Innenreifen eines Fahrzeugs beim Kurvenfahren mit hoher Geschwindigkeit?

Bus, der sich mit hoher Geschwindigkeit abwechselt. - Geschwindigkeitsfilm.

Wenn eine Person in einer Kurve mit hoher Geschwindigkeit fährt, beugt sich ihr Körper nach innen, um die horizontale Komponente der normalen Reaktion anzuheben und die Zentripetalkraft für die Kurve bereitzustellen. Je größer die Geschwindigkeit ist, desto größer ist die benötigte Zentripetalkraft und desto größer ist die Biegung.

Wenn wir nun anstelle des Zyklus einen Bus behalten, dann benötigt der Bus ähnlich mehr Zentripetalkraft und daher sollte die normale Komponente ansteigen, indem der Bus nach innen gebogen wird. Aber wenn wir die allgemeine Erfahrung berücksichtigen, biegt sich der Bus nach außen und hebt die inneren Reifen an. Führt dies nicht dazu, dass die normale Reaktion vom Zentrum des Kreises entfernt angewendet wird? Warum passiert das?

Antworten (3)

Wenn Sie mit dem Fahrrad um eine Kurve fahren, neigt sich Ihr Körper (und Ihr Fahrrad) zur Innenseite der Kurve, um nicht durch die Zentrifugalkraft (Trägheit) umgeworfen zu werden.

Wenn ein Bus um eine Ecke fährt, kann er sich nicht in die Kurve lehnen, da ihn kein Fahrer dazu zwingt. Dadurch verschiebt die Zentrifugalkraft seinen Schwerpunkt zur Kurvenaußenseite. Daher neigt sich der Bus nach außen. Wenn es sich zu weit neigt, kippt es um – genau das gleiche, was Ihr Fahrrad tun würde, wenn Sie sich nicht in die Kurve lehnen würden.

Wenn der Schwerpunkt des Busses höher als das Bodenniveau liegt (wie könnte das nicht sein?), wirkt auf den Bus ein Nettodrehmoment, da die Zentrifugalkraft vom Zentrum der Krümmung der Biegung auf Höhe des Zentrums nach außen wirkt der Schwerkraft, während die Reibung auf der Höhe des Bodenkontakts der Räder nach innen zum Zentrum der Krümmung der Kurve wirkt.

Wenn Sie ein Kabel am Schwerpunkt des Busses anbringen und in horizontaler Richtung (quer zur Längsachse des Busses) ziehen würden, wären die Kräfte etwa gleich wie im obigen Fall. Ziehen Sie stark genug und der Bus kippt um. Je niedriger der Schwerpunkt, desto stärker muss das Kabel gezogen werden.

Ein Fahrrad legt sich in die Kurve, weil der Fahrer es dazu zwingt. Beim idealen Querneigungswinkel ist das Gravitationsmoment aufgrund des horizontalen Versatzes des Massenschwerpunkts relativ zu den Aufstandspunkten der Räder auf dem Boden genau ausgeglichen durch das Drehmoment aufgrund der Fliehkraft und dem vertikalen Versatz des Massenschwerpunkts relativ zu die Kontaktpunkte am Boden.

Es gibt eine Regel: Ein (auf den Boden gestelltes) Objekt kippt nicht, solange seine Gewichtskraft innerhalb seiner Stützen auf den Boden zeigt. Mit anderen Worten, der Bus kippt nicht um, solange der imaginäre Pfeil der kombinierten Gewichtskraft (Schwerkraft plus Zentrifugalkraft) den Boden zwischen dem linken/rechten oder sogar vorderen/hinteren Fahrzeugradpaar „berührt“ (siehe Diagramm unten). .

Wenn das Fahrzeug beschleunigt, steigt die Zentrifugalkraft mit dem Quadrat der linearen Geschwindigkeit. Wir gehen von der kombinierten Gewichtskraft, die den Boden auf halbem Weg zwischen den Rädern berührt (keine Zentrifugalkraft), zur Bewegung der Bodenkontaktposition der kombinierten Gewichtskraft in Richtung der äußeren Räder.

Wenn sich die Bodenkontaktposition über die äußeren Räder hinausbewegt, tragen die inneren Räder das Fahrzeuggewicht nicht länger, und somit wird das Fahrzeug im Allgemeinen umkippen.

Fahrzeug dreht mit hoher Geschwindigkeit

Warum steigen die Innenreifen eines Fahrzeugs beim Kurvenfahren mit hoher Geschwindigkeit?
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