¿Cuál es la dirección de la fricción estática?

Nota : Mi pregunta es un duplicado de la siguiente

  1. Dirección de fricción cuando un automóvil gira

  2. ¿Por qué la fricción hace que un automóvil gire?

He pasado por muchas preguntas relacionadas, especialmente la primera . Según tengo entendido, la fricción estática siempre es opuesta a la fuerza aplicada sobre el objeto, como se muestra:
imagen http://www.school-for-champions.com/science/images/friction-slide_kinetic.gif
Pero en el caso de las ruedas delanteras de un vehículo se giran la fuerza de fricción estática no es opuesta a la fuerza aplicada. Por ejemplo, considere un automóvil que acelera hacia adelante. La fuerza neta sobre el automóvil está en la dirección de avance que proviene de las llantas traseras, si finalmente se presiona la fricción estática (suponiendo que las llantas no patinen) entra en escena. Esta fricción debe ser y esdirección opuesta a la dirección de la fuerza aplicada por los neumáticos traseros. Cuando se giran los neumáticos delanteros, la dirección de la fricción estática cambia (radialmente hacia adentro), lo que significa que la dirección de la fricción estática no es opuesta a la dirección de la fuerza aplicada, como se muestra:
imagen 2

Pregunta: ¿La fuerza de fricción estática es siempre opuesta a la fuerza aplicada? Si no, ¿qué determina su dirección?

Definitivamente no es opuesta a la dirección de la fuerza, depende de la tendencia de la dirección del movimiento del punto de contacto, si empuja una llanta desde arriba, entonces el punto inferior tiende a moverse hacia atrás y luego la fricción también es hacia adelante y en la misma dirección que el de la fuerza aplicada.
¿Qué pasa con la fuerza neta? En mi ejemplo, solo se aplican 2 fuerzas, una el peso del cuerpo, que convenientemente no tiene en cuenta la dirección en este caso y la otra fuerza aplicada en la parte superior de una rueda, el neumático tiende a girar y el punto inferior tiende a moverse en sentido contrario. dirección de la fuerza aplicada, por lo que la fricción se aplica en la dirección de la fuerza para resistir el movimiento del punto inferior.
Lea su pregunta nuevamente, ha preguntado, ¿la fricción siempre es opuesta a la fuerza aplicada? Acabo de explicar que no lo es, ¿por qué todo este patinaje?
¿No es en general la misma pregunta que physics.stackexchange.com/q/87976
@rijulgupta, ¿puede citar alguna referencia de donde obtuvo este ejemplo ? Si la fricción es en la misma dirección, entonces el trabajo realizado por la fricción será positivo y esto sería como crear energía a partir de la fricción, lo cual no es posible termodinámicamente. >Sobre mi comentario sobre el derrape: si hay una fuerza neta en la parte inferior de la llanta, entonces la parte inferior se acelerará, por lo tanto, el rodamiento se convertirá en derrape (suponiendo que la llanta estaba en reposo inicialmente).
¿Por qué te confundes? En mi ejemplo, no hay derrape, solo estaba mostrando una forma en que la fricción y la fuerza aplicada están en la misma dirección, obviamente, si hubiera derrape, la fricción sería en la dirección opuesta, también mientras rueda, ya que el punto de contacto no se mueve en la dirección de fricción, el trabajo realizado no es positivo.
Además, si desea discutir algo en otro lugar, debe iniciar un chat en el sitio mismo, no creo que a muchas personas les gustaría hacerse amigos en Facebook así como así. ¡Soy una de esas personas solamente, así que no, gracias!
@rijulgupta Vayamos al grano Su ejemplo es técnicamente incorrecto. ¿Podría mencionar 1) la velocidad inicial angular y de traslación del neumático? 2) cantidad de fuerza aplicada en la parte superior. 3) coeficiente de fricción estática de la superficie. Despreciemos la fricción de rodadura por el momento. Demuestre que la fricción estática tendrá la misma dirección que la fuerza aplicada en su ejemplo. Te mostraré que si el neumático no patina, la fricción estática será 0 en tu ejemplo. O menciona cualquier referencia sobre tu ejemplo.
Suponga que el neumático está en reposo, aplique una fuerza en el punto superior, digamos F, ahora puede ver desde el marco del centro de masa, Fcom = F, viendo el punto superior, las fuerzas se cancelan y tiene 0 F en el marco com, viendo el punto inferior, tenemos la fuerza F en dirección opuesta, de modo que sale 0 fuera del marco de comunicación, ya que F está hacia atrás, ¡la fricción es hacia adelante!
@rijulgupta F norte mi t en neumático F a pag pag yo i mi d + F F r i C t i o norte Si la fricción está en la misma dirección que la del movimiento del centro de masa, entonces realizará un trabajo positivo. Trabajo realizado= Fnet×distancia recorrida por COM. Fuerza total=F+f. entonces trabajo realizado =(F+f)* distancia= F d+f d .Dado que F,d,f son +ve .El trabajo realizado por fricción será +ve lo que contradice la termodinámica
No siempre es opuesta a la fuerza aplicada, por ejemplo, ver Art:6.3 en el libro "conceptos de física".

Respuestas (2)

La fricción estática siempre se opone al movimiento relativo en el punto de contacto .

Hay dos casos posibles:

1) Se orienta en dirección y magnitud de tal manera que la aceleración relativa del punto de contacto es cero.

2) Si esto no es posible (por ejemplo, si la fricción es demasiado pequeña para evitar el movimiento), intenta minimizar la aceleración relativa.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Rojo: dirección de movimiento de la parte superior de la rueda en relación con la carretera

Naranja: dirección de movimiento de la parte inferior de la rueda en relación con la carretera

Verde: Dirección de la fuerza de fricción que actúa sobre la rueda

Si las ruedas todavía están rodando: la fricción en la interfaz suelo/rueda simplemente se opone al rodamiento de la rueda, ralentizándola. En el marco de referencia del chasis, esta fricción tiene componentes x e y para cualquier ángulo de dirección distinto de cero, y también actúa sobre el chasis porque la rueda está conectada a él por eje (lo que permite que el automóvil avance y gire simultáneamente).

Si las ruedas están bloqueadas debido al frenado, entonces no importa cuál sea su orientación, como en el ejemplo extremo del segundo diagrama, y ​​la razón por la cual las carreteras heladas son tan peligrosas.

La "fricción tiene componentes x e y"... ¿el componente y proporciona la fuerza centrípeta? Además, como hay un componente x, ¿aumentará la magnitud de la velocidad (esto va en contra de lo que aprendí en el movimiento circular uniforme)?
¿Cuál es la dirección de la fricción estática?
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