Respuestas
Respuesta:Un automóvil describe una trayectoria circular de radio R con velocidad constante v.
Suponemos que el vehículo describe una trayectoria circular de radio R con velocidad constante v. Para un observador inercial, situado fuera del vehículo, las fuerzas que actúan sobre el móvil son:
el peso
la reacción de la carretera
la fuerza de rozamiento.
Esta última, es la que hace que el vehículo describa una trayectoria circular.
Como hay equilibrio en sentido vertical la reacción del plano es igual al peso
N=mg
Aplicando la segunda ley de Newton al movimiento en la dirección radial
F
r
=
m
a
n
F
r
=
m
v
2
R
Siendo v la velocidad del móvil y R el radio de la circunferencia que describe
A medida que se incrementa la velocidad v, se incrementa la fuerza de rozamiento Fr hasta que alcanza un valor máximo dado por el producto del coeficiente estático por la reacción del plano, μ·N.
La velocidad máxima v que puede alcanzar el vehículo para que describa una curva circular de radio R es, por tanto
m
v
2
R
=
μ
N
v
=
√
μ
g
R
Como apreciamos en el programa interactivo, a medida que se aumenta la velocidad del móvil, la fuerza de rozamiento crece hasta alcanzar el valor máximo μ·N, la trayectoria del vehículo es una circunferencia.
Si la velocidad del móvil es superior a la máxima, la fuerza de rozamiento, que es perpendicular al vector velocidad, tiene un valor constante e igual a su valor máximo, la trayectoria del móvil deja de ser circular. Para simplificar el problema hemos supuesto que los coeficientes estático y cinético tienen el mismo valor.
Explicación: