Feladat: 2162. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Horváth Ákos [1986-1990] ,  Kókai Apriett [1986-1990] ,  Pánczél Sándor [1986-1990] ,  Szabadi Zoltán [1986-1990] 
Füzet: 1987/május, 237 - 238. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Körmozgás (Tömegpont mozgásegyenlete), Tapadó súrlódás, Csúszó súrlódás, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1986/november: 2162. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Addig, amíg egy autó úgy nem gyorsít, hogy a kerekek kipörögnek, vagy "blokkolva" nem fékez, a kerekek és az út között tapadási súrlódás közvetíti a kölcsönhatást. Azonban a tapadási súrlódási erőnek van egy maximális értéke, s ezt az értéket túllépve a kerekek megcsúsznak. Ekkor a tapadási súrlódás helyett csúszási súrlódási erő lép fel, ennek iránya a felületek relatív elmozdulásával ellentétes lesz, nagysága pedig kisebb, mint a tapadó súrlódás legnagyobb értéke.

 
 
1. ábra
 

Vizsgáljuk meg, mi történik, ha egy gépkocsi egyenletes sebességgel kanyarodik (1.ábra). Ekkor a kocsi sebességére merőleges tapadási súrlódási erő ‐ amely így a kör középpontja felé mutat ‐ fedezi a körpályán tartáshoz szükséges mv2/r centripetális erőt. Ha ekkor akár fékezünk, akár gyorsítunk, az autó sebességének (a sebesség nagyságának) megváltoztatásához érintő irányú erőre is szükség van.
 
 
2. ábra
 

A tapadási súrlódási erő nagyságának növekedtével és irányának megváltozásával megpróbálja fedezni ezt az erőt is (2. ábra). Ilyenkor azonban fennáll annak a veszélye, hogy a két erő (a centripetális és az érintő irányú) vektori összegének hossza túllépi a tapadási súrlódás legnagyobb értékét, és a kerekek megcsúsznak. A sebességgel ellentétes irányú csúszási súrlódási erő hatására az autó ‐ lassulva ugyan ‐ az érintő mentén kivágódik a kanyarból. Ezért nem tanácsos a kanyarban erőteljesen fékezni, vagy gyorsítani.
A veszély ellenszere a kanyar lassabb bevétele (v csökkentése), illetve a kanyar "legömbölyítése'' (a görbületi sugár növelése). Mindkét módszer a centripetális erő értékét csökkenti, azaz több tartalék marad a tapadási súrlódásból.
 

Megjegyzések: 1. A kocsik fékezéskor "előredűlnek'', így a hátsó kerekek kevésbé nyomódnak a talajhoz, ez még tovább növeli a "kifarolás'' veszélyét.
 
2. Mindkét súrlódási együttható függ az útburkolat minőségétől és a gumiabroncs anyagától, állapotától.