El camino no cambia la dirección de la fuerza en la rueda de giro porque el camino es estático. Eso significa que la rueda debe aplicar la fuerza a la carretera y la fuerza de giro/curva es una fuerza de reacción. Así que nos quedamos con el cambio de dirección de la rueda, lo que da como resultado el cambio de dirección de la fuerza de viraje de la carretera.
Entonces, ¿qué cambia la dirección de la rueda?
-Si decimos que la fuerza de giro cambia la dirección de la rueda, entonces tenemos una rueda que ya no crea una fuerza de giro porque la fuerza de giro y la dirección de rodadura de la rueda, en cualquier instante, son siempre perpendiculares.
- De manera similar, si decimos que la rueda cambia de dirección porque el automóvil está en movimiento circular, con un momento angular que cambia de dirección, entonces eso ignora el hecho de que la rueda aplica la fuerza y la fuerza de giro es una fuerza de reacción. La fuerza de giro es lo que cambia la dirección de la velocidad y no la dirección de rodadura de la rueda.
-Si decimos que la fuerza de giro siempre existe porque la dirección de rodadura de la rueda y la dirección de velocidad (dirección de movimiento) no están alineadas, entonces estamos diciendo que la fuerza de giro nunca cambia la dirección de velocidad.
Si no tiene una fuerza de giro, entonces la rueda seguirá en línea recta. Entonces, para girar, necesita esta fuerza, y la ejerce el camino sobre la rueda.
¿Cómo surge esta fuerza? Bueno, lo obtienes girando la rueda en relación con su dirección actual.
Cuando la rueda va en línea recta y tiene un movimiento libre, no hay fricción, solo la rueda gira. Cuando la rueda se acciona en ángulo, esta dirección angular es ahora la dirección en la que no hay fricción. En ausencia de fuerzas, la rueda aún querría seguir moviéndose en su dirección original. Sin embargo, la carretera, de repente, ahora puede ejercer una fuerza de fricción sobre la rueda.
¿En qué dirección puede actuar esta fuerza? Solo normal a la rueda, ya que la dirección de giro es esencialmente libre de fricción. Esto está generando la fuerza de giro. Es el rozamiento causado por la desalineación de la rueda con respecto a su dirección instantánea de movimiento.
Tenga en cuenta que necesita una fuerza para girar la rueda, de lo contrario, la rueda querría alinearse automáticamente. Esto se denomina par de autoalineación. Esta es la razón por la que, cuando tienes una moneda girando en círculo, debe inclinarse un poco hacia adentro, para que la gravedad pueda generar esta fuerza.
Primero tienes las ruedas del coche. Podemos considerar las ruedas como dispositivos que nos dan fuerzas arbitrariamente bajas en una dirección (perpendicular al eje cuando la rueda está rodando) y fricción arbitrariamente alta paralela al eje.
A continuación, tiene un vehículo con dos ejes, donde el eje delantero y el eje trasero están en ángulo.
A medida que el automóvil rueda, esto crea fuerzas en diferentes puntos del automóvil, lo que se convierte en un par. Si imaginamos que el automóvil avanza con las ruedas delanteras hacia la izquierda, surgen fuerzas de fricción que fuerzan el eje hacia la izquierda.
Esta fuerza desequilibrada en la parte delantera del automóvil tiene dos efectos:
Suponiendo que el mecanismo de dirección mantiene constante el ángulo de la rueda, esto continúa a medida que el automóvil avanza. El automóvil se acelera constantemente hacia la izquierda (en el marco de referencia del automóvil), pero el giro del automóvil cambia el ángulo, por lo que el automóvil se mueve en un círculo en lugar de acelerar en una dirección.
(Una vez que el automóvil comienza a girar, las ruedas traseras anulan el torque. Si las ruedas traseras no hicieran esto, el automóvil patinaría en lugar de girar)
¿Por qué se mueve en un círculo? ¿Por qué la rueda cambia de dirección de rodadura? ¿Por qué la fuerza del camino cambia de dirección?
Suponemos que existe algún mecanismo que mantiene las ruedas "giratorias" (las ruedas delanteras en un automóvil normal) en algún ángulo con respecto a la carrocería. En el caso normal, es el conductor quien sostiene el volante en algún ángulo. Podríamos reemplazar esto con un bloque de madera donde las ruedas delanteras estén bloqueadas en algún ángulo.
Con esto cierto, el par del vehículo se transmite a la rueda motriz, girándola a la misma velocidad. Esto modifica la dirección de la fuerza aplicada por fricción. Como siempre es paralelo al eje, la dirección cambia a medida que el automóvil avanza.
La consecuencia de esto es que si la velocidad de avance es constante, la magnitud de la fricción (y por lo tanto la aceleración y el par) también son constantes.
Una fuerza/aceleración que sea perpendicular a la dirección del movimiento (que es lo que hace una rueda ideal) creará un movimiento circular.
Parece que está buscando una parte de esto para conectarla, pero no estoy seguro de qué parte es esa.
néctac