Si un automóvil viaja por un camino perfectamente liso (sin fricción), ¿qué sucede si el conductor intenta girar el volante?

Revisé las otras respuestas y creo que no todas son correctas. Dudo en decir que todos están equivocados ya que, si bien tengo un buen conocimiento de la física newtoniana, ha pasado mucho tiempo y puede que me haya oxidado. Sin más preámbulos, aquí está el análisis de física.

En la física newtoniana, hay varias “Leyes de conservación de -“. Una de ellas es la conservación del momento angular. En otras palabras, un objeto giratorio prefiere continuar girando en la misma dirección, o el giro deberá transferirse de alguna manera a otro objeto o perderse como calor.

Suponiendo que las ruedas del automóvil comienzan a girar mientras mira hacia adelante. Para cada rueda puedes imaginar un eje de rotación que pasa a través de la rueda. Cuando gira el volante, las ruedas delanteras cambiarán de dirección (cambiando así el eje de rotación de las ruedas delanteras). En un mundo sin fricciones, esta rotación DEBE ir a algún lado. No recuerdo todos los detalles, pero supongo que el auto debería comenzar a girar en dirección opuesta a la dirección en que giraron las ruedas. Además, las ruedas deben comenzar a girar más lentamente (a menos que pises el acelerador).

Un divertido experimento para demostrar el momento angular es el siguiente. Consigue una rueda de bicicleta, por sí sola. Debes tener alguna forma de dejar que la rueda gire libremente mientras la sostienes. Gire la rueda y sosténgala horizontalmente. Sentarse en una silla giratoria, con los pies del suelo. Tan rápido como pueda (debe sentir cierta resistencia “mágica” cuando haga esto) gire la rueda para que ahora gire verticalmente. La silla giratoria debe comenzar a girar. Si no puede hacerlo usted mismo, creo que la gente también ha hecho estas cosas en YouTube.

Esto es algo que los conductores en mi cuello del bosque experimentan cada invierno. Nuestras carreteras heladas, aunque no están 100% libres de fricción, se acercan lo suficiente.

¿Qué sucede cuando conduces un automóvil sobre una superficie sin fricción y giras el volante?

El auto continúa viajando en la misma dirección. Las ruedas no pueden generar suficiente fricción para cambiar la dirección. Aplicar los descansos tiene un resultado similar. El auto no baja la velocidad.

Ahora, un escritor habló sobre cómo las ruedas giratorias deberían tener algún efecto en la dirección de desplazamiento cuando gira. Teóricamente, él tiene razón. Pero la masa de la rueda es tan pequeña en comparación con la masa del resto del vehículo que su efecto es casi cero. Puede hacer que el automóvil cambie un poco la dirección a la que se enfrenta, pero aún así continuará deslizándose en la dirección original de viaje.

En la aplicación práctica, esto no es una mejora en su situación. Preferiría deslizarme mirando hacia adelante en lugar de deslizarme hacia los lados.

En realidad, los automóviles deben poder agarrar la superficie para cambiar de dirección o velocidad, debido a la falta de superficies aerodinámicas u otros medios de propulsión.

Sin embargo, el efecto giroscópico de las ruedas delanteras girando debido a la falta de tracción (si se trata de la tracción delantera), girar el volante creará un ligero par y hará que el automóvil gire ligeramente antes de detenerse debido a la resistencia del aire.

Respuesta 4 de 4.

Primero, los tres encuestados anteriores ofrecieron un gran aporte.

Lo que se me ocurre acerca de su escenario (asumiendo nuevamente una superficie sin fricción ) es que “nada” sucedería.

Sé que dijiste que el auto estaría “en movimiento”. Estoy perplejo en cuanto a “cómo” se movería (me parece que la primera pregunta sería el efecto de las ruedas motrices en una superficie sin fricción).

Supongo que estamos asumiendo que el automóvil se estaba moviendo inicialmente sobre una superficie que proporcionaba tracción y luego pasó a una superficie sin fricción.

Si es así, tendería a estar de acuerdo con el Sr. Sargeant y el Sr. Denner.

Los mejores deseos.

Si no hay fricción, el vehículo no puede usar el contacto con la carretera para aplicar fuerza al vehículo. Luego caerá bajo las leyes de movimiento de Newton, continuando en línea recta a una velocidad constante hasta que se aplique una fuerza (como un choque).

La dirección, la aceleración y la desaceleración usan fricción con la carretera para aplicar fuerzas direccionales al automóvil. Es la única fuerza, fuera de la resistencia del aire y las colisiones, que experimenta un automóvil.

Como el camino no tiene fricción, los volantes tendrán un efecto insignificante en la dirección del vehículo, esto es casi exactamente lo que encuentras cuando conduces sobre hielo. Es posible que obtenga un pequeño cambio de dirección ya que las ruedas pueden actuar como un timón de manera similar al timón de un avión.

Si no hay fricción entre la carretera y las ruedas, la carretera no tendría forma de afectar al automóvil, por lo que el automóvil no giraría. Sin embargo, las ruedas delanteras giradas actuarían como los timones de un barco en el aire, por lo que la presión del aire podría hacer que el automóvil sea muy pequeño.

Como se mencionó, no pasaría nada, ya que con una carretera sin fricción las ruedas motrices simplemente girarían y el automóvil permanecería en un solo lugar.

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