Klassieke Mechanica/Voorwerpendynamica: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Huibc (overleg | bijdragen)
Huibc (overleg | bijdragen)
Regel 449:
 
==In de bocht==
[[afbeelding:AutoInCurve2.svg|right|versnellende auto]]
Wanneer een auto een bocht neemt, dan moet niet alleen het massacentrum een boog beschrijven maar moet ook de wagen gedraaid worden om zijn eigen as. Wanneer de bocht mooi aangelegd is met een constante straal, dan gebeurt dit draaien met constante hoeksnelheid en is er geen moment nodig. Er moeten dan alleen middelpuntzoekende krachten geleverd worden, die zich samenstellen tot één resultante in het massacentrum. De grootte van deze resultante wordt bepaald door de massa van de wagen en de normale versnelling van het massacentrum. Als men onderstelt dat de wagen van hierboven door een bocht gaat met een straal van 125 m aan een snelheid van 90 km/u (= 25 m/s), dan blijkt er een normale versnelling nodig van v<sup>2</sup>/R = 25<sup>2</sup>/125 = 5 m/s<sup>2</sup>. Dit vereist een wrijvingscoëfficiënt van 0,5, wat de grens is op een natte baan. Opdat de resultante in het massacentrum zou aangrijpen, moet er weer een 60/40 verdeling zijn over voor- en achterwielen. Voor beide voorwielen is dat dus 3000 N, voor de beide achterwielen 2000 N. Hierbij wordt ondersteld dat alle krachten evenwijdig zijn. Een wielbasis van 2,5 m op een straal van 125 m levert tenslotte maar een hoek van iets meer dan 1°.
 
Wanneer men hard gaat remmen, kan de situatie kritisch worden voor de achterwielen. Er moet dan immers ook nog een remkracht in de richting van het wiel geleverd worden, terwijl de druk op de achterwielen zal afnemen. Hierboven werd berekend dat bij een afremmen met 2 m/s<sup>2</sup> de achterwielen een druk van 3600 N zullen uitoefenen. Als de remkracht evenredig met de druk over voor- en achterwielen verdeeld wordt, is dit 2000 x (3600/10000) = 720 N voor beide achterwielen samen. Met de middelpuntzoekende kracht van 2000 N wordt dit een totale kracht van <math>\sqrt{2000^2 + 720^2} = 2126</math> N. Hiervoor is een wrijvingscoëfficiënt nodig van 2126/3600 = 0,59 ! Indien de remverdeling niet optimaal is maar de 60/40 verhouding volgt, zit men aan een wrijvingscoëfficiënt van 0,6. Door hard te remmen verhoogt men dus de kans op uitbreken van de achterwielen. Daarom is de klassieke raad: remmen voor de bocht en eventueel lichtjes accelereren in de bocht. Dit laatste was vooral de raad bij de achterwielaangedreven wagens.
 
[[afbeelding:carInclined.svg|right|helling in bocht]]
De situatie kan natuurlijk ontmijnd worden door de baan te laten hellen in de bocht. Dan is er een schuine reactie van de grond op de wagen. Bij een juiste keuze van de hoek kan men ervoor zorgen dat de verticale component hiervan het gewicht opvangt en de horizontale de middelpuntzoekende kracht levert. Voor het geval dat hier beschouwd wordt moet de hellingshoek gelijk zijn aan atan(5000/10000) = 26° 34' .
 
==Onderstuur en overstuur==
 
 
{{Sub}}
Informatie afkomstig van https://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.