Torque de vuelco en un automóvil que navega en una curva

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El automóvil que se muestra arriba con masa M gira hacia la izquierda con una velocidad angular uniforme W en una trayectoria circular con radio R. Cuando la velocidad angular aumenta a un valor crítico C, una de las fuerzas normales desaparece. Si W aumenta más allá de C, el automóvil se volcará, explique por qué.

Hice algunos cálculos y encontré C = sqrt(gl/hR). Sin embargo, me encontré con algunos problemas para explicar por qué se volcará. Por el diagrama de cuerpo libre que se muestra a continuación

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Cuando N1 = 0, Fs1 = 0 y tomando momento alrededor del centro de masa, las únicas fuerzas son Fs2 y N2, sin embargo, a menos que l sea significativamente menor que h, según el diagrama de cuerpo libre, ¿el automóvil realmente se inclinará hacia adentro ya que N2> Fs2?

Respuestas (1)

Creo que lo siguiente puede ser útil para considerar.

Como usted señala, una vez norte 1 = 0 y F S 1 = 0 las únicas fuerzas restantes que pueden producir un momento de torsión alrededor del centro de masa son norte 2 y F S 2 .

Sin embargo, dado que suponemos que el automóvil todavía está en movimiento circular uniforme alrededor de la curva, F S 2 debe ajustar según sea necesario para mantener la condición de movimiento circular uniforme: metro v 2 R . Creo que esto es exactamente equilibrar el par por norte 2 a la velocidad crítica, por lo que cualquier aumento adicional en la velocidad producirá un par mayor que el producido por norte 2 y provocar un balanceo hacia el exterior de la curva.

Espero que esto ayude.

Fs2 tiene que ajustarse para mantener la condición, sin embargo, Fs2 = kN donde k es el coeficiente de fricción cinética, entonces ¿no debería Fs2*h < N2*l independientemente?
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