¿Los neumáticos delanteros de un coche actúan como giroscopios, que un coche podría dirigir en una superficie sin fricción?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?No, un coche no puede dirigir sobre una superficie sin fricción. Esto tiene poco que ver con giroscópico de acción y más que ver con la conservación del momento: a su vez, aun cuando se conservan a su velocidad, el coche necesita acelerar en ángulos rectos a su movimiento, que cambia el momentum total del movimiento. Este cambio en el momento requiere de una fuerza que, en condiciones normales de carreteras, en última instancia es proporcionada por la fricción entre los neumáticos y la carretera. En ausencia de fricción, los neumáticos de coche podría deslizarse con respecto a su rotación (es decir, a lo largo del eje) sin ser capaz de influir en el coche de la inercia.
Es importante tener en cuenta que, debido al efecto giroscópico, el coche puede de hecho cambiar la dirección a la que se enfrenta bastante arbitrariamente. La forma más sencilla de lograr esto es tener un gran volante de inercia, con un eje horizontal, interior del coche, con una masa que es al menos comparable a la del coche. Si, a continuación, intente girar el volante de inercia del eje en el coche, en lugar de girar el coche alrededor de la rueda, debido a la conservación de la gran cantidad de momento angular en el volante. (Esto también hará un par de torsión en el coche sobre un eje horizontal, pero esto puede ser cancelado por la fuerza normal de la superficie.) Sin embargo, incluso si te las arreglas para poner el coche a 90° de la dirección de su movimiento, continuará moviéndose en la misma dirección de antes, con sus ruedas patinan perpendicularmente sobre el hielo.
También, como otras respuestas han mencionado, si el coche puede interactuar con el aire en ningún sentido de la moda, ya sea por su aire de admisión y de escape, o por el uso de su abultamiento como una vela, o apuntalar un real de vela, a continuación, será de hecho susceptibles a las fuerzas externas y será capaz de cambiar su dirección de movimiento. Del mismo modo, el coche sería capaz de dirigir si podría chuck rocas, topetón de otros coches, o el uso de cohetes propulsores. No creo que esto responde directamente al núcleo de la cuestión, sin embargo.
Si las ruedas habían hecho girar lo suficientemente rápido para que un efecto giroscópico a ser sensible, el único resultado en una superficie sin fricción (que sería lo mismo sin una superficie en todo) es que al girar las ruedas, el resto del coche se gire en lugar de sólo las ruedas delanteras :)
Necesita una fuerza de reacción para modificar la trayectoria, como una vela o superficie de fricción o una hélice.
Sí, usted puede
Es realmente posible con un coche real, pero tendría que ser muy paciente para orientar un poco.
Supongamos que usted ha construido un coche con el poder en las grandes ruedas delanteras para inducir un efecto giroscópico. Si usted girar las ruedas, la dirección en la que el centro de masa se va no va a cambiar directamente, pero el ángulo en el que el resto de los puntos del cuerpo va a cambiar.
Ahora vamos a utilizar otra propiedad de los vehículos automóviles: a Menudo hacen su entrada de aire en la parte delantera, y tiene el tubo de escape en la parte posterior. Esto se traduce en una fuerza neta que es aproximadamente señaló hacia el morro del coche. Así, como se puede convertir un poco el coche girando las ruedas, cambiar la dirección de esta fuerza, y finalmente será capaz de mover el coche un poco a la izquierda o a la derecha.
Puesto que no hay fricción, entonces no va a afectar de cualquier otra de las fuerzas que actúan sobre el coche.
La dirección del viento que sopla sobre el coche puede cambiar su trayectoria, como cualquier conductor que se hará constar la hora de conducir en los vientos fuertes. Girar las ruedas del coche puede tener un ligero efecto en la resultante de la dirección de la fuerza.
Si el coche tiene techo curvo, entonces es posible que actúa como ala. Conseguir el coche a dos ruedas (es decir. por golpear a una roca en el camino) le permite cambiar la dirección de levante, y usted podría conducir el coche de una manera similar a cómo dirigir un avión.
Si se abre la ventana del auto, y tiró de algo (o de disparo de un arma de fuego), luego la tercera ley de Newton podría mover el coche en la dirección opuesta.
El tubo de escape actúa como un chorro de cohetes. Si se conecta una manguera, usted puede apuntar en diferentes direcciones y conducir el coche de esta manera.
Si estás atascado una vela en el techo, usted podía controlar alambre con las ruedas, y dirigir como si fuera un barco.
Fricción es la única fuerza que haría que el coche para moverse a lo largo de un camino diferente. Sobre una superficie sin fricción, el efecto giroscópico puede cambiar la orientación del coche un poco, pero no la trayectoria del coche. En otras palabras, la delantera del coche ya no recordar a lo largo de la dirección de marcha, pero "resbalón". (Es decir, si se podría llamar movimiento hacia los lados sin fricción "patina".)