Círculo de forças - Circle of forces

O círculo de forças , círculo de tracção , círculo de atrito , ou da elipse de atrito é um modo útil pensar sobre a interacção dinâmica entre um veículo de pneu e a estrada superfície. O diagrama a seguir mostra o pneu a partir de cima, de modo que as mentiras superfície da estrada na x - y plano . O veículo ao qual o pneu está preso está se movendo na direção y positiva .

Círculo de Forças

Neste exemplo, o veículo faria uma curva para a direita (ou seja, a direção x positiva aponta para o centro da curva). Observe que o plano de rotação do pneu está em um ângulo em relação à direção real em que o pneu está se movendo (a direção y positiva ). Em outras palavras, em vez de simplesmente "rolar" na direção em que está "apontando" (neste caso, para a direita a partir da direção y positiva ), o pneu deve "escorregar" em uma direção diferente daquela em que está apontando para manter seu movimento "para frente" na direção y positiva . Essa diferença entre a direção que o pneu "aponta" (seu plano de rotação) e a direção real de deslocamento do pneu é o ângulo de deslizamento .

Um pneu pode gerar força horizontal onde encontra a superfície da estrada pelo mecanismo de deslizamento . Essa força é representada no diagrama pelo vetor F . Observe que, neste exemplo, F é perpendicular ao plano do pneu. Isso ocorre porque o pneu está rolando livremente, sem nenhum torque aplicado a ele pelos freios ou transmissão do veículo . No entanto, esse não é sempre o caso.

A magnitude de F é limitada pelo círculo tracejado, mas pode ser qualquer combinação dos componentes F x e F y que não se estenda além do círculo tracejado. (Para um pneu do mundo real, o círculo provavelmente está mais próximo de uma elipse, com o eixo y ligeiramente mais longo do que o eixo x .)

No exemplo, o pneu está gerando um componente de força na direção x ( F x ) que, quando transferido para o chassi do veículo por meio do sistema de suspensão em combinação com forças semelhantes dos outros pneus, fará com que o veículo gire para o certo. Observe que também há um pequeno componente de força na direção y negativa ( F y ). Isso representa um arrasto que, se não for combatido por alguma outra força, fará com que o veículo desacelere. O arrasto deste tipo é uma consequência inevitável do mecanismo de deslizamento, pelo qual o pneu gera força lateral .

O diâmetro do círculo de forças e, portanto, a força horizontal máxima que o pneu pode gerar, depende de muitos fatores, incluindo o design do pneu e sua condição (idade e temperatura, por exemplo), as qualidades da superfície da estrada, e a carga vertical no pneu.

Veja também

Referências