Cuando gira las ruedas delanteras hacia la derecha, por ejemplo, su automóvil tenderá a continuar en su dirección original hacia adelante. Sin embargo, existe fricción entre la rueda y el suelo que le impide continuar en la dirección de avance. Pero si estamos girando lentamente, la rueda no está deslizándose contra el suelo (deslizando a lo largo del eje de rotación de la rueda). Por lo tanto, no deberíamos causar pérdida de energía cinética a través de la fricción cinética. Sin embargo, cuando el coche sale de la curva, inevitablemente es mucho más lento. Mi pregunta es, ¿a dónde va la cinética original de la energía del automóvil si no hubo fricción cinética? Todo lo anterior supone girar a la misma altura sin cambios en la gravedad. energía potencial.
Podemos suponer que esto sucede en el vacío sin resistencia del aire. Con gravedad estándar. El auto girando de tal manera que no se deslice. También suponga que el motor del automóvil está apagado, así que elimine la complicación con los motores inactivos. Suponga también que la transmisión del automóvil tiene un diferencial para que las dos ruedas puedan girar de forma independiente a diferentes velocidades.
Además de la deformación que necesariamente sufre la llanta de goma cuando gira (ya mencionada en las respuestas anteriores), siempre he asumido que un mecanismo de pérdida importante en el giro es que las cuatro llantas tienen un ancho finito, y para ninguna de esas cuatro llantas es la velocidad en carretera requerida la misma en todo el ancho del neumático. En algún punto del ancho del neumático, con suerte cerca del medio, la velocidad de la carretera coincide muy bien con la velocidad de la rueda, pero en todos los demás puntos hay una falta de coincidencia. El lado de la llanta en el interior de la curva puede estar girando demasiado rápido y en el exterior demasiado lento, por lo que en la mayor parte del ancho de la llanta está arrastrando caucho sobre la carretera. Puede escuchar algo que sugiere que esto también está sucediendo, con las ventanas de su automóvil abiertas.
En segundo lugar, la geometría de la dirección puede cambiar (algunos autos muestran mucha inclinación en los volantes cuando giran), por lo que podría haber otros mecanismos de pérdida allí.
En primer lugar, incluso cuando un automóvil está inactivo, el motor sigue girando y es posible que funcione. Entonces, si vas lo suficientemente lento, saldrás de la curva más rápido que cuando entraste.
No hay fricción cinética entre el neumático y la carretera, pero eso no significa que no haya fricción. El neumático y la carretera ejercen fricción estática entre ellos. Si no hubiera fricción, el automóvil seguiría recto, incluso con las llantas en ángulo. Pero la fricción estática tampoco es necesariamente donde se pierde la energía, ya que fácilmente podría estar haciendo un trabajo positivo para el automóvil, como cuando aceleras.
La pérdida real de energía cinética proviene de la resistencia del aire y las pérdidas por fricción/deformación dentro del automóvil. Un neumático no es un círculo perfecto, es ligeramente más plano en la parte inferior que en la parte superior. A medida que el neumático gira, la goma cambia de forma y se calienta en el proceso. Deformaciones similares ocurren en el eje y en cualquier otra parte móvil del motor. Cualquier lugar donde las piezas en movimiento toquen, como el eje que toca su alojamiento o los pistones contra la pared del cilindro, tendrán fricción cinética, incluso si están lubricados.
Edite en respuesta a su actualización: todo lo que ha cambiado es que eliminó una fuente de pérdida de energía: la resistencia del aire. Todas las demás fuentes de pérdida siguen ahí, la fricción interna y la deformación.
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