Fundamentos fsicos

Suponemos que el vehculo describe una trayectoria circular de radioRcon velocidad constantev. Para unobservador inercial, situado fuera del vehculo, las fuerzas que actan sobre el mvil son:

el peso

la reaccin de la carretera

la fuerza de rozamiento.

Esta ltima, es la que hace que el vehculo describa una trayectoria circular.

Como hay equilibrio en sentido vertical la reaccin del plano es igual al peso

N=mg

Aplicando la segunda ley de Newton al movimiento en la direccin radial

Siendovla velocidad del mvil yRel radio de la circunferencia que describe

A medida que se incrementa la velocidadv, se incrementala fuerza de rozamientoFrhasta que alcanza un valor mximo dado por el producto del coeficiente de rozamiento esttico por la reaccin del plano,N.

La velocidad mximavque puede alcanzar el vehculo para que describa una curva circular de radioRes, por tanto

Como podemos apreciar en el programa interactivo, a medida que se aumenta la velocidad del mvil, la fuerza de rozamiento crece hasta alcanzar el valor mximoN, la trayectoria del vehculo es una circunferencia.

Si la velocidad del mvil es superior a la mxima, la fuerza de rozamiento, que es perpendicular al vector velocidad, tiene un valor constante e igual a su valor mximo, la trayectoria del mvil deja de ser circular. Para simplificar el problema hemos supuesto que los coeficientes de rozamiento esttico y cintico tienen el mismo valor.