Wrijvingskracht op een auto die een bocht maakt

Berke stelde deze vraag op 07 maart 2022 om 11:22.

 Goede ochtend,

Ik had een vraag over de orientatie van de wrijvingskracht op een auto die een bocht maakt. Mij was verteld dat de wrijvingskracht georienteerd is naar het middelpunt van een bocht parallel aan de weg, echter begrijp ik dit niet. Ik nam aan dat de rolwrijvingskracht altijd tegengesteld zou zijn aan de bewegingsrichting, evenals de luchtwrijvingskracht.

Waarom is het dan zo dat bij het geval van een bocht de kracht naar het middelpunt van de cirkelbeweging staat en niet tegengesteld aan de bewegingsrichting?

Bij voorbaat bedankt voor uw antwoord!

Reacties

Theo de Klerk op 07 maart 2022 om 11:29
Er is hier geen sprake van rolwrijving maar van contactwrijving - de "normale" wrijving die je ondervindt als je iets probeert te verschuiven.  Een auto in de bocht wil eigenlijk gewoon rechtdoor. Alleen door krachten (banden die draaien en rubber-op-grond wrijving geven) wordt van die rechte baan afgeweken.
De wrijving is tegengesteld aan de bewegingsrichting. Als de wielen rechtuit staan, dan is de wrijvingskracht reden waarom de auto remt en stopt.
Als de wielen scheef staan, dan kan wel bewogen worden door de wielen te draaien (in die richting dan alleen rolwrijving), maar de wrijvingskracht staat dan op de zijkant van de wielen en dat is richting draaicirkelmiddelpunt. Zie onderstaande tekening. De linkse tekening geeft de normale rijrichting van de auto aan.
Bij het draaien van de voorwielen wil de auto eigenlijk rechtuit, dus er ontstaat een wrijving tegen die richting in. Als je deze ontbindt in twee componenten (evenwijdig aan de auto/wielen en loodrecht erop) dan is de loodrechte component verantwoordelijk voor de draaiing (langs een cirkel met een middelpunt waarnaar de mpz component wijst).

Jaap op 07 maart 2022 om 11:30
Dag Berke,
Inderdaad werken de luchtweerstandskracht de rolweerstandskracht tegengesteld aan de bewegingsrichting. Toch is er een middelpuntzoekende kracht op de auto nodig, gericht naar het kromtemiddelpunt van de weg. Als het wegdek horizontaal is en niet 'naar de binnenbocht helt', kunnen de zwaartekracht en de normaalkracht op de auto niet bijdragen aan de middelpuntzoekende kracht. De middelpuntzoekende kracht wordt dan geleverd door een schuifweerstandskracht van de weg op de auto, gericht naar het kromtemiddelpunt, dwars op de rijrichting.
Groet, Jaap
Berke op 07 maart 2022 om 12:16

Beste jaap en meneer de Klerk,

Dank voor de verklaringen. Als ik het goed begrijp is er een schuifwrijvingskracht nodig om een nettokracht te verkrijgen naar het middelpunt van de circkelbeweging.

Ik denk dat ik het nu beter begrijp, nogmaals bedankt voor de verklaringen!

Theo de Klerk op 07 maart 2022 om 12:20
Ja, zonder die wrijving zou de auto gewoon vooruit gaan. Dat zie je ook op ijs: een auto kan daarop nauwelijks de bocht nemen (dus hebben de banden spikes - net als voetballers die snel moeten draaien op een veld en met gladde schoenzolen dat niet zo goed zouden kunnen doen). De inmiddels toegevoegde tekening verduidelijkt hopelijk nog wat.
Berke op 07 maart 2022 om 12:23

Beste meneer de Klerk,

De toegevoegde tekening verduidelijkt het verhaal compleet!

Jaap op 07 maart 2022 om 12:25
Dag Berke,
Inderdaad speelt de schuifwrijvingskracht van het wegdek op de autobanden de rol van middelpuntzoekende kracht, gericht naar het middelpunt van de cirkelbeweging. Soms is het wegdek niet in staat om voldoende schuifwrijvingskracht uit te oefenen: auto te zwaar, rijsnelheid te hoog, ijzel enzovoort. In dat geval vliegt de auto uit de bocht.
De middelpuntzoekende kracht is tevens de nettokracht (resulterende kracht) op de auto indien de grootte van de rijsnelheid constant is.
Naast de schuifwrijvingskracht zijn er de rolweerstandskracht en de luchtweerstandskracht, beide tegengesteld aan de rijrichting. De laatstgenoemde twee krachten zijn er ook als de auto rechtdoor rijdt en ze veranderen niet wezenlijk in de bocht.
Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)