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Ángulo máximo que un cuerpo con ruedas puede trepar.

Solo recientemente me presentaron el concepto de fricción estática vs dinámica y quería verificar mi comprensión determinando el ángulo máximo que un cuerpo con ruedas puede subir. En el diagrama a continuación, el automóvil se mueve hacia arriba por la colina.

introducir descripción de la imagen aquí

Entonces, resolviendo de manera paralela a la colina, el ángulo máximo que un automóvil podría subir a una velocidad constante es cuando $$ N \mu_{s} = N\mu_{k} + mg\sin\theta $$ Porque $ N = mg\cos\theta $, la ecuación puede reorganizarse para obtener $$ \tan\theta = \mu_{s} - \mu_{k} $$

Entonces, ¿la tangente del ángulo máximo es simplemente la diferencia entre los dos coeficientes? Esto me confundió porque un automóvil es capaz de subir una pendiente mucho más empinada que un tren; sin embargo, la diferencia entre los coeficientes del caucho y el asfalto no es mucho mayor que la diferencia entre el acero sobre el acero y solo daría una diferencia de ángulo de 1 o 2 grados. Por lo tanto, me pregunto si he cometido un error o una suposición incorrecta.

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A poco menos de 38 grados, la ecuación estática muestra que la fuerza hacia abajo en la pendiente (mgsen) es igual a la resistencia debida a la fricción (mu mgcos), es decir, el vehículo comienza a perder agarre. Incluso si tiene un motor, esto lo hace difícil.

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Mark F Guerra Puntos 494

Si los neumáticos están bien inflados y el automóvil se mueve cuesta arriba a una velocidad constante baja, entonces la única fricción significativa es la fuerza de fricción estática de la carretera que empuja al automóvil cuesta arriba (como resultado del motor girando las ruedas). Luego, el ángulo máximo ocurre cuando: $μ_S$N - (mg)sin(θ) = 0 y: N - (mg)cos(θ) = 0 (Asumiendo que el peso está distribuido uniformemente en las cuatro ruedas motrices.)

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darkserith Puntos 21

Supongo que tu pregunta es acerca del agarre necesario para subir una colina, y que el motor del coche tiene suficiente potencia y torque para hacer el trabajo.

El coche no podrá avanzar cuesta arriba si la pendiente es tan pronunciada que la fuerza de gravedad que empuja el coche hacia abajo en la dirección de la pendiente es mayor que la fuerza de fricción que evita que el coche se deslice.

La fuerza gravitatoria es simplemente Wsin

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Thepaws Puntos 9

El ángulo más empinado que un vehículo puede subir es arctan(mu)

O, tan^-1 (coeficiente de fricción entre el neumático y la superficie)

COF = 1, Ángulo = 45°

COF = .7. Ángulo = 35°

COF = .5. Ángulo = 26°

COF = .25. Ángulo = 14°

COF = 0. Ángulo = 0°

Para la adherencia:

COA = 2. Ángulo = 63°

COA = 4. Ángulo = 76°. Oops, se voltea hacia atrás si el GC está a 18” por encima de la línea de contacto de la rueda.

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