¿Por qué el volante de un coche se vuelve más ligero al aumentar la velocidad?

Question

Me he dado cuenta de que es difícil girar las ruedas de un coche cuando éste está parado, especialmente en los coches sin dirección asistida, que es para lo que se inventó la dirección asistida. Sin embargo, he observado que se vuelve más ligera cuando se viaja a velocidad (algunos modelos incluso endurecen el volante electrónicamente a velocidad). Entonces, ¿por qué el volante de un coche se vuelve más ligero al aumentar la velocidad?

Answer 1

Imagina el coche parado. El neumático está en el suelo con la zona de contacto tocando.

Al empezar a girar la rueda, la conexión con las ruedas empieza a girar la zona de contacto con el suelo. (También hay movimientos más complejos debido al ángulo de avance no nulo de la rueda delantera).

A esta rotación se opone la fricción estática del neumático. Al seguir girando, partes de la banda de rodadura de la zona de contacto son arrastradas y sometidas a tensión.

Ahora imagina que sujetas el volante en ese ángulo y dejas que el coche ruede un poco hacia delante. La banda de rodadura de la parte trasera de la zona de contacto se separa de la carretera y se libera la tensión en esa parte del neumático. Mientras tanto, la nueva banda de rodadura rueda sobre la zona de contacto delantera, pero en el ángulo correcto. Una vez que la zona de contacto está cubierta por la nueva banda de rodadura, la tensión del giro desaparece y el volante vuelve a tener una fuerza casi neutra (de nuevo, modulando varios efectos de los ángulos de la suspensión).

Cuanto más rápido se mueva el coche hacia delante, más rápido podrá poner la banda de rodadura en la zona de contacto sin que se produzcan tensiones laterales. Así, la dirección se vuelve más fácil.

Answer 2

El trabajo para hacer girar la rueda es aproximadamente proporcional a cuánto se gira la rueda, e inversamente proporcional a la distancia que recorrió el coche . Se siente menos resistencia a mayor velocidad porque el coche se mueve más lejos para la misma cantidad de giro del volante. Esto se debe a que cuando las ruedas en el suelo están rodando, la distorsión de la goma, y la fricción, que se produce cuando se gira el volante es menor que cuando esas ruedas están estacionarias al suelo.

Answer 3

Aunque un coche no es un ala, la mayoría de los coches generan algo de sustentación cuando se desplazan por el aire, así como un momento de fuerza que tiende a hacer que el coche baje por las ruedas traseras y suba por las delanteras. Además, el par que el motor aplica a las ruedas motrices da lugar a un contraparte en la carrocería del coche que también tiende a levantar la parte delantera del coche. Todos estos efectos tienden a descargar las ruedas delanteras, lo que aligera las fuerzas de dirección.

Answer 4

Como otros han publicado, la rotación hacia adelante de la rueda reduce el "fregado", sin embargo, hay una fuerza opuesta que debe ser mencionada, el efecto giroscópico que causaría que la dirección sea más difícil de girar cuanto más rápido giren las ruedas.