¿Por qué se elevan las llantas internas de un vehículo cuando toma un giro a altas velocidades?

Cuando tomas una curva en bicicleta, tu cuerpo (y la bicicleta) se inclinan hacia el interior de la curva, para evitar ser derribados por la fuerza centrífuga (inercia).

Cuando un autobús dobla una esquina, no puede inclinarse en la curva, ya que no hay un pasajero que lo obligue a hacerlo. Como resultado, la fuerza centrífuga empuja su centro de gravedad hacia el exterior del giro. Por lo tanto, el autobús se inclinará hacia el exterior. Si se inclina demasiado, se caerá, exactamente lo mismo que haría su bicicleta si no se inclinara en la curva.

Si el centro de gravedad del autobús está más alto que el nivel del suelo (¿cómo podría no estarlo?), entonces hay un par neto en el autobús porque la fuerza centrífuga actúa hacia afuera desde el centro de la curvatura de la curva a la altura del centro. de gravedad, mientras que la fricción actúa hacia el centro de la curvatura de la curva a la altura del contacto de las ruedas con el suelo.

Si conectara un cable al centro de gravedad del autobús y tirara en dirección horizontal (en ángulo recto con el eje largo del autobús), las fuerzas serían aproximadamente las mismas que en el caso anterior. Tire lo suficientemente fuerte y el autobús se volcará. Cuanto más bajo sea el centro de gravedad, más fuerte será necesario tirar del cable.

Una bicicleta se inclina hacia la curva porque el ciclista la obliga a hacerlo. En el ángulo de alabeo ideal, el par gravitatorio debido al desplazamiento horizontal del centro de masa en relación con los puntos de contacto de las ruedas en el suelo está exactamente equilibrado por el par debido a la fuerza centrífuga y el desplazamiento vertical del centro de masa en relación con los puntos de contacto en el suelo.

Hay una regla: un objeto (colocado en el suelo) no se derrumbará mientras la fuerza de su peso apunte al suelo dentro de sus soportes. En otras palabras, el autobús no se vuelca mientras la flecha imaginaria de la fuerza de peso combinada (fuerza de gravedad más fuerza centrífuga) 'haga contacto' con el suelo entre los pares de ruedas del vehículo izquierdo/derecho o delantero/trasero (ver diagrama a continuación) .

A medida que el vehículo acelera, la fuerza centrífuga aumenta con el cuadrado de la velocidad lineal. Pasamos de la fuerza del peso combinado que hace contacto con el suelo a mitad de camino entre las ruedas (sin fuerza centrífuga), al movimiento de la posición de contacto con el suelo de la fuerza del peso combinado hacia las ruedas exteriores.

A medida que la posición de contacto con el suelo se mueve más allá de las ruedas exteriores, las ruedas interiores ya no soportan el peso del vehículo y, por lo tanto, el vehículo generalmente se vuelca.