Kan krafterna från vägen på ett rullande hjul få bilen att både svänga och bromsa? Ja, det kan nog alla förare erinra sig. Men om allt väggrepp utnyttjas för fartökning eller för bromsning i en nödsituation – då finns inget sidgrepp kvar för att svänga.
Hur stor sidkraften kan bli på ett rullande hjul avgörs av storleken på den längsriktade driv- eller bromskraften. Förenklat brukar man beskriva sambandet med hjälp av den så kallade friktionscirkeln, som här också kan benämnas väggreppscirkeln.
Den största sidkraft (S) som ett rullande hjul kan få från vägbanan begränsas av friktionscirkeln och minskar om bromskraften (B) ökar. Sidkraften ökar med ökande avdriftsvinkel upp till ett maximum. Mer om det kommer senare i Hjulkalendern.
Varför ändrar en bil fart och rörelseriktning? Det ska Bildrullens hjultomte försöka illustrera de sista sex dagarna före julafton. För att det ska fungera utan missförstånd, skrotar vi först begreppen centrifugalkraft och levande kraft.
Föreläsningsunderlag för kursen Farkostteknik vid Linköpings universitet. Framtaget efter initiativ och på uppdrag av Sveriges Trafikskolors Riksförbund, www.str.se
Lärarna i Sveriges Trafikskolors Riksförbund, STR, hade fått sin auktoritet ifrågasatt av fysikutbildade studenter, när man gick igenom Körkortsbokens kapitel om bilens köregenskaper. Där likställdes centrifugalkraften med sidkraften som “orsakar sladd när väggreppet inte räcker till” (från vänstra sidan av bilden ovan).
Inom fysiken och den Newtonska mekaniken resonerar vi tvärtom. Sidkrafterna på däcken från vägen krävs för att få bilen att svänga (se högra sidan av bilden ovan). På samma sätt kan det gamla och oegentliga begreppet “levande kraft” förvirra, eftersom det ofta avser rörelseenergi – som kräver en motriktad bromskraft för att minska.
STR och deras läroboksförfattare anlitade mig därför för att reda ut begreppen och stötta trafiklärarna med läromedel som återgav dem berättigad auktoritet även bland fysikutbildade körkortsaspiranter. Med hjälp av en diagnostisk test från kollegan Jonte Bernhard vid Linköpings universitet grundlades den nödvändiga förändringen i tankemodellerna hos seminariedeltagarna i Landskrona (STR:s kansli finns där).
Ett exempel på resultat finns i textförändringen på sid 122 i Körkortsboken från 2002 till 2003 års upplaga enligt bilden ovan.
Det är inte farligt att träffas i huvudet av ett mynt, som någon släppt från en skyskrapa. Så står det på Dagens Nyheters webb. Källan är en artikel som vetenskapstidningen Scientific American lagt ut den 5 mars.
DN-artikeln beskriver problemet som om svårigheten vore att bestämma myntets fallhastighet. Men varken hos DN eller i källan hos Scientific American, framgår hur enkelt det är att räkna fram ett ungefärligt värde.
Inte heller i en liknande text på webbplatsen HowStuffWorks fanns de enkla ekvationer, som behövs för beräkningen. Därför hänvisar jag till den tidigare artikeln här på bildrullen.se Så beräknas stormens kraft: Formel och video
Där framgår kanske att principerna är likadana för mycket annat som har fått falla fritt genom luften så länge att hastigheten blivit konstant .
Följande härledning gäller exempelvis för en fritt fallande människa med eller utan fallskärm. Fallskärmens area och luftmotståndskoefficient kommer in i beräkningarna och minskar hastigheten.
Även nedslagshastigheten för satellitskrot kan beräknas likadant.
