¿Es cierto que la parte trasera de un neumático va dos veces más rápido que la delantera?

Sí, creo que la respuesta a esta pregunta puede ser un poco filosófica y definitivamente se basa más en la perspectiva que en cualquier otra cosa.

Digamos que eres una hormiga sentada en el eje del auto. Desde su punto de vista, es obvio que tanto la parte superior como la inferior del neumático se mueven a la misma velocidad, sin embargo, con diferentes velocidades / vectores en un momento dado porque van en diferentes direcciones. Ahora digamos que eres una hormiga en el camino. En el momento exacto en que la llanta pasa sobre ti, dirías que la parte inferior de la llanta no se mueve en absoluto porque todo lo que ves es una pieza de goma que se encuentra encima de ti. (De acuerdo, en realidad no dirías nada porque eres una hormiga, y en realidad no verías nada porque estarías muerto, pero estoy divagando). Sin embargo, la parte superior del neumático en ese momento parecería estar moviéndose al doble de la velocidad del vehículo.

Sin embargo, la parte superior de la llanta no se mueve al doble de la velocidad de la parte inferior de la llanta (en relación con el suelo). Digamos que la velocidad de la parte superior de la llanta en relación con el suelo es igual a “x”, y la velocidad de la parte inferior de la llanta en relación con el suelo es igual a “y”. El problema es que y = 0 siempre, a menos que el neumático esté patinando. Digamos, por ejemplo, que el automóvil se mueve a 60 mph. Sabemos, entonces, que la velocidad de la parte superior del neumático en relación con el suelo (x) es 120 mph y la velocidad del fondo del neumático en relación con el suelo (y) es 0 mph. Entonces 2y no es igual a x porque cualquier número multiplicado por 0 es 0.

Entonces, la respuesta corta a este problema es que, en relación con el eje, ambas superficies se mueven a la misma velocidad, pero diferentes vectores. Sin embargo, en relación con el suelo, no, la parte superior del neumático no se mueve dos veces la velocidad de la parte inferior. De hecho, se mueve infinitamente más rápido que la parte inferior si quieres verlo de esa manera. O podría decir que la parte superior se mueve x + y mph. Ughh, eso me dolió el cerebro, voy a ir a ver algo de televisión ahora.

Si por los lados delantero y trasero te refieres al punto de 90 grados medido desde el punto de contacto con el suelo, entonces no. Ambos van 1.414X la velocidad del automóvil. Sin embargo, el punto de enfrente se mueve en una línea de 45 grados hacia el suelo y el punto de atrás se mueve en una línea de 45 grados hacia arriba del suelo. La parte superior del neumático va 2 veces la velocidad del automóvil y paralela al suelo. El centro del neumático (esto no debería sorprender) va a la velocidad del automóvil como debería, porque también es el centro del eje. Todos estos puntos se mueven instantáneamente tangente a arcos circulares alrededor del punto de contacto con el suelo. Dibújalo para tener una mejor idea de esto.

Hasta ahora, todas las respuestas son correctas, excepto la de Vedansh Bhartia, que señala (correctamente) que en un camino curvo las caras opuestas difieren ligeramente en velocidad. Pero diferirían en un factor de dos solo si el centro de giro estuviera a solo un ancho de llanta de distancia. En general, difieren solo tanto como las caras de dos conos de radios de giro igualmente diferentes. Lo cual es, normalmente, trivial. Las llantas derecha e izquierda difieren de manera similar en velocidad, pero (a bajas velocidades del vehículo) no trivialmente; ese diferencial de velocidad es precisamente la razón de un “diferencial” en la línea de transmisión. Los dispositivos de corrección de trayectoria de alta tecnología utilizan los frenos para alterar ese diferencial, dirigiendo el automóvil como un tanque.

No, se mueven a la misma velocidad.
El lado superior y el lado inferior, de hecho, se mueven a diferentes velocidades.
El punto superior se mueve a una velocidad de 2v, el centro se mueve a una velocidad vy el punto inferior tiene una velocidad cero.
Increíble, ¿no es así?
Pero todo es relatividad.
En realidad, todos los puntos de un neumático tienen 2 velocidades. Uno es su v, vel lineal (que es igual para todos los puntos) y el otro es rotacional (igual que v, que es igual en magnitud para todos los puntos pero diferente en dirección para cada punto).
Para el punto superior, ambas velocidades están en la misma dirección y, por lo tanto, se suman y dan 2v.
para el fondo, son opuestos y, por lo tanto, se cancelan.

tome dos formas cilíndricas idénticas de igual tamaño y circunferencia y colóquelas sobre una mesa. Ahora ponga un libro encima, como si tuviera un libro de skate. Ahora rueda el libro de patineta de Frikken hacia adelante. ¿El cilindro trasero aceleró más rápido? ¿No? bueno, entonces el hombre arrongant dice inclina la cabeza avergonzado. Tuve que interrumpir mi piña colada por esto?

Si los neumáticos traseros tienen la mitad del diámetro que los neumáticos delanteros, entonces sí, girarán el doble de rápido.