Die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs während einer Kreisfahrt ist tangential zur Kreisbahn. Reibung wirkt der Relativbewegung zwischen Boden und Reifen entgegen. Wie wirkt dann die Reibung radial nach innen?
Mit anderen Worten, warum neigt das Auto dazu, radial nach außen zu fahren, obwohl seine Geschwindigkeit tangential ist?
Reifen/Räder sind interessante Objekte. Im Idealfall erlauben sie eine Bewegungsfreiheit in der Radebene (Rollbewegung) und verhindern eine Bewegung senkrecht zur Radebene (Seitwärtsbewegung).
Obwohl sich das Auto vorwärts bewegt, bewegen sich die Aufstandsfläche des Reifens und der Boden nicht relativ zueinander. Wir nehmen an, dass die Reibung null ist, wenn das Auto geradeaus rollt.
Wenn die Reifenrichtung verschoben wird (durch Drehen des Lenkrads), ist eine Komponente der Fahrzeuggeschwindigkeit jetzt senkrecht zur Reifenebene. Der Reifen versucht dieser Bewegung Widerstand zu leisten und es entsteht eine Reibungskraft. Da diese Kraft auf die Vorderseite des Autos wirkt, bewegt sie das Auto sowohl seitwärts als auch dreht das Auto (und wird zu einer Zentripetalkraft).
Wir wissen, dass immer dann, wenn ein Körper eine Kreisbewegung ausführt, eine Zentripetalbeschleunigung auftreten muss, die diese Kreisbewegung verursacht. Die einzige Kraft, die scheinbar die Zentripetalbeschleunigung liefern kann, ist die Reibungskraft.
Immer wenn ein Körper eine Kreisdrehung macht , wird er beschleunigt, da sein Winkel ständig geändert wird. An diesem Punkt kommt Trägheit ins Spiel oder einfach eine Kraft, die der Beschleunigung oder der Richtungsänderung widersteht.
Diese Trägheitskraft wirkt entgegen der Richtung, der Bewegungsrichtungsänderung des Körpers. Während die Reibung dieser Trägheitskraft entgegenwirkt , wirkt die Reibung also radial nach innen.
Dies ist der Grund, warum ein Auto bei Regen leicht in eine Richtung rutscht, die der Richtung entgegengesetzt ist , in die sich der Körper zu drehen versucht . Da die Reibung zwischen den Rädern eines Autos und dem Boden bei Regen geringer ist.
Hoffe das hilft.
Was ich aus dieser Frage erhalte, ist, dass das Auto dazu neigt, radial nach außen zu fallen, wenn die normale Reaktion des Rads (das näher am Mittelpunkt der Kurve liegt) Null wird, dh wenn die inneren Räder vom Boden abheben. Wenn das Auto Wäre ein glatter Körper mit vernachlässigbaren Abmessungen vorhanden, würde er dazu neigen, tangential zu rutschen. Das Umkippen eines Autos ist jedoch das Ergebnis unausgeglichener Drehmomente , die auf den Karamell wirken, und nicht auf die radial wirkende Reibung.
Sie können dies am Beispiel eines Formel-1-Rennwagens erhalten, der einen niedrigen Schwerpunkt und eine breite Basis hat , wodurch er bei hohen Geschwindigkeiten stabiler und weniger anfällig für Umkippen ist. Ich hoffe, es hilft.
Die Reibungskraft wirkt (bis zu einer bestimmten Grenze) jeder auf das Fahrzeug einwirkenden Kraft entgegen. In radialer Richtung wirkt die Zentrifugalkraft auf das Fahrzeug, sodass in dieser Richtung eine Reibungskraft entsteht.
Die Tendenz des Autos, sich radial nach außen zu bewegen, beruht auf seiner Trägheit (erinnern Sie sich an Newtons erstes Bewegungsgesetz).
Sammy Rennmaus
John Alexiou
Ein Mann