Svänga eller bromsa? Friktionscirkeln

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.

Tangentiella krafter från underlaget på ett rullande hjul.
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.

Först publicerad bakom lucka nr.19 i Hjulkalendern 2013

Fortsätt läsa “Svänga eller bromsa? Friktionscirkeln”

Centrifugalkraften är ingen yttre kraft

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.

Först publicerad bakom lucka nr.18 i Hjulkalendern 2013

Presentationsbild ur Körkortsboken från www.str.se
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.

Fortsätt läsa “Centrifugalkraften är ingen yttre kraft”

Därför har vinterdäck sämre våtgrepp

Myndigheters och massmedias utomvetenskapliga argument om olycks- och hälsorisker har pressat många bilister att välja vinterdäck utan dubbar. För att greppa bra på is måste gummit vara mjukt. Men det ger sämre våtgrepp …

… Det beror på att en mjuk slitbana är mer följsam mot vägytans ojämnheter och når djupare ned i beläggningens små ‘gropar’ eller ‘dalar’. Där tvingar gummit upp vattnet, så att det separerar slitbanans molekyler från beläggningens även på ‘topparna’. Lokal vattenplaning blir resultatet och väggreppet minskar.

Figur som i jämförelse med ett hårt däck visar hur ett mjukt däckgummi planar i mikroskopisk skala.

Pumpeffekten ger sämre våtgrepp för mjuka däck (grått i övre ramen). Gummits drapering omkring underlagets ojämnheter och dess inre dämpning ger visserligen friktionskrafter på is – trots att  vatten (ljusblått i figuren) separerar däckets och det fasta underlagets molekyler. Men på barmark är den kraften relativt liten och pumpeffekten ger större absoluta förluster i väggrepp. Det hårdare däckgummit (svart i nedre ramen) kan inte trycka upp lika mycket vatten.   🙂 Figuren är sammanställd som tack till besökarna av Bildrullens Hjulkalender 2013. Jag hittade ingen video på nätet som enkelt förklarade fenomenet. Du som lyckas bättre ombeds vänligen lägga in sådana webbadresser i en kommentar nedan. Fortsätt läsa “Därför har vinterdäck sämre våtgrepp”

Ignorant use of black box data prevents car safety development

Hazard detection and safety development is threatened by driver-blaming use of recorded pre-crash data from cars involved in accidents. Inhuman system properties remain undetected, if reconstructions focus on individual guilt.

The Nightly News video clip below and its transcript indicates a belief that “making cars safer” is a simple and reactive task to be carried out by “police and insurance companies” after accidents.

Nothing is said about multi-causal analyses and inter-disciplinary syntheses for proactive educational, technical and organizational improvements in the road traffic system.

Visit NBCNews.com for breaking news, world news, and news about the economy

The public and authority attitude to accident “causes” seems embarrasingly equal to that of witchcraft centuries ago. Safety-irrelevant but illegal or immoral deviations from normal behaviour are alleged to blame an individual for accidental damage, though it is unintentional by definition.

Thereby, complex interactions and unknown hazards in the biological, technical and social systems may remain unknown to strike other individuals in various future combinations.

Thanks, Scott Baker, for sharing the video
in the LinkedIn Group Accident Reconstruction.

Princess Diana killed by common police car manoeuvre?

Speeding and drunk driving does not automatically make you crash. A common police car following manoeuvre may better explain the directional deviation and crash killing the princess in August, 1997.

Video illustrating the PIT-manoeuvre used by the US Police to destabilize a car:
Further explanations in the (Swedish) post
Knuffen som stoppar bilmarodörer 
Republished referring to DN and Sky News August 17, 2013 and PDF report.