Un vehículo puede moverse de manera segura en una ruta circular horizontal solo si una fuerza centrípeta suficiente está actuando sobre el vehículo en esta ruta. (De lo contrario, será arrojado hacia afuera).
Fuerzas que actúan sobre el vehículo:
- Peso del vehículo (mg) hacia abajo
- Reacción normal (N) hacia arriba
- Fuerza de fricción por el camino (f) -paralelo al camino hacia el centro
- En dirección vertical
N – mg = 0
Por lo tanto, N = mg
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- La fuerza centrípeta requerida para el movimiento circular del vehículo debe ser proporcionada por la fuerza de fricción (f)
Entonces,
f = (mv² / r)
r = radio de trayectoria circular
- Esta fuerza de fricción es una fuerza de fricción estática, que se opone al movimiento inminente del vehículo lejos del centro.
- Si la fuerza de fricción máxima por el camino es (F)
F = μN
= μmg
Donde μ = coeficiente de fricción estática entre los neumáticos y la carretera
- La fuerza centrípeta debe ser menor o igual que la fuerza de fricción máxima, entonces solo el vehículo se mueve con seguridad en la carretera.
- Esto da,
V² <(o) = μrg
- La velocidad máxima para un movimiento seguro es,
V = (μrg) ½
Simplemente inserte el radio y el valor del coeficiente de fricción estática en la fórmula anterior.
