¿Puede inclinarse un automóvil con un centro de gravedad alto y las ruedas delanteras y traseras juntas mientras está detenido?

No soy dueño de las primeras 3 fotos.

Imagine un automóvil con un centro de gravedad alto y las ruedas delanteras y traseras juntas.
coche alto cg][ImgurSimilar a ésto.
coche detenido][Imgur

Este es el coche antes de moverse. Ignora las flechas de fuerza.
Coge algo de velocidad y luego frena, y la parte delantera baja.
freno de coche][Imgur

Este es el auto después de frenar, cuando acaba de detenerse. El centro de gravedad está en algún lugar de la línea azul. Puedes ver cómo se acercó a las ruedas delanteras.

Cuando se realiza la transferencia de carga, no hay fuerza de frenado empujando la parte delantera hacia abajo, solo transferencia de peso desde el centro de gravedad en movimiento, específicamente una línea desde el centro de gravedad hacia el suelo que se mueve más cerca de las ruedas delanteras debido a la rotación. de la carrocería, poniendo más peso del coche en las dos ruedas delanteras.

coche atascado hacia adelante] [Imgur

¿Hay alguna vez una situación en la que permanecerá en esta posición? Tiene resortes y amortiguadores en las 4 ruedas y no tiene daños. Tampoco incluya el cambio de fluidos debido a la inercia en la transferencia de peso. ¿Qué ecuaciones hablan de esto? ¿Por qué los autos generalmente se enderezan solos y vuelven al nivel y no en algún otro ángulo basado en el centro de gravedad y las 4 fuerzas de resorte?

Veo 3 cosas principales que afectarían si el automóvil hará esto o no, la fuerza del resorte o la constante del resorte, la ubicación del centro de gravedad y la distancia entre las ruedas delanteras y traseras. Básicamente, ¿qué ecuaciones hablan sobre la transferencia de peso superando la fuerza del resorte? ¿Puede encontrar la fuerza del resorte o la constante del resorte que es el umbral donde esto comenzará a suceder? ¿O de alguna otra manera? Utilice ecuaciones. Creo que esto tiene que ver con los sistemas de resorte. ¿Cómo harías para resolver esto? ¿Qué ideas de física usarías?

Respuestas (3)

Una vez que se haya detenido, el automóvil se establecerá en el estado de energía más bajo, donde el peso en cada rueda equilibra la fuerza del resorte de la suspensión en esa rueda.

Suponiendo que la distribución del peso sigue siendo la misma (la carga no se desplaza) y los resortes no se deforman permanentemente al detenerse, será igual que antes.

Básicamente, ¿qué ecuaciones hablan sobre la transferencia de peso superando la fuerza del resorte?

"superar" parece la palabra incorrecta aquí.

Durante la desaceleración, las ruedas tienen que crear una fuerza sobre el automóvil, y esta fuerza se convierte en un par que intenta hacer rodar el automóvil hacia adelante.

El automóvil se inclina un poco hacia adelante y (según la ley de Hooke) hace que los resortes delanteros se compriman más. Las fuerzas de esta acción crean un contrapar que evita que el automóvil se incline más hacia adelante.

Pero esto sólo sucede durante la desaceleración. Una vez que el automóvil se detiene (y la desaceleración se detiene), se elimina el par. Los resortes delanteros que empujan con más fuerza descomponen el automóvil hasta que los resortes delantero y trasero estén en equilibrio.

Siempre que los resortes estén en la zona lineal (obedeciendo la ley de Hooke), el automóvil siempre volverá a la posición original. Por supuesto, los materiales reales no son perfectos. Es posible sobrecargar un resorte hasta el punto de que no regrese a su ubicación original. En ese caso, podrías "doblar" un resorte y el nuevo equilibrio estaría inclinado con respecto a la posición anterior.

Lo hará hasta que no haya fuerza ejercida por un juego de ruedas, y luego se derrumbará. Piense en un monociclo o un Segway. Para un COG muy alto, esto podría ser controlado por las ruedas de carga de la misma manera. Cuanto mayor sea el COG mayor será el momento de inercia....

¿Puede inclinarse un automóvil con un centro de gravedad alto y las ruedas delanteras y traseras juntas mientras está detenido?
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