개념 이해
* 은행 각도 : 은행 곡선은 중력이 마찰에만 의존하지 않고 차량 회전에 도움이되도록 설계되었습니다. 은행 각도는이를 달성하기 위해 계산됩니다.
* 중심력 : 원형 경로로 움직이는 물체에 작용하는 힘은 항상 원의 중심을 향합니다. 이 경우, 중심력은 정상 힘과 마찰력의 조합에 의해 제공된다.
* 정적 마찰 계수 : 운동이 시작되기 전에 접촉중인 두 표면 사이의 정상 힘에 대한 마찰력의 최대 비율.
문제 설정
1. 변환 단위 : 속도를 km/h에서 m/s로 변환해야합니다.
* 속도가 'v'km/h라고 가정 해 봅시다.
* V (m / s) =V (km / h) * (1000 m / 1 km) * (1 h / 3600 s) =V / 3.6 m / s
2. 다이어그램 : 은행 곡선에서 자동차에 대한 프리 바디 다이어그램을 그립니다. 당신은 가질 것입니다 :
* 체중 (mg)은 수직으로 아래쪽으로 작용합니다.
* 노동력 (n) 도로 표면에 수직으로 작용합니다.
* 마찰력 (FS)은 도로 표면과 평행하게 작용합니다.
* 원의 중심쪽으로 작용하는 중심력 (FC).
3. 힘 :
* 정상 힘 (n) : 이 힘은 두 가지 구성 요소로 분해됩니다.
* n cos (θ) 수직으로 위로 작용합니다.
* n sin (θ) 곡선의 중심을 향해 작용합니다.
* 마찰력 (fs) : 이 힘은 정상 마찰 계수 (μs)와 동일합니다.
* fs =μs * n
방정식 도출
1. 평형 : 자동차가 미끄러지지 않기 때문에 수직 및 수평 방향의 힘이 균형을 이룹니다.
2. 수직 평형 :
* n cos (θ) =mg
3. 수평 평형 (중심력) :
* fc =n sin (θ) + fs
* fc =n sin (θ) + μs * n
4. 중심력 : 중심력은 다음과 같이 제공됩니다.
* fc =mv²/r
5. 결합 : 이제 FC 및 N 표현을 수평 평형 방정식으로 대체 할 수 있습니다.
* mv²/r =n sin (θ) + μs * n
* mv²/r =n (sin (θ) + μs)
6. μs의 해결 : 우리는 속도, 반경 및 뱅킹 각도를 알고 있으므로 정적 마찰 계수를 해결할 수 있습니다.
* μs =(mv² / r -n sin (θ)) / n
* μs =(mv² / r) / n- sin (θ)
7. 최종 방정식 : 수직 평형 방정식에서 N에 대한 표현을 대체 할 수 있습니다.
* μs =(mv²/r)/(mg/cos (θ)) - sin (θ)
* μs =(v² * cos (θ)) / (gr) - sin (θ)
중요한 메모 :
*이 방정식은 자동차가 일정한 속도로 움직이고 있다고 가정합니다.
* 뱅킹 각도는 일반적으로 자동차가 마찰에 의존하지 않고 특정 속도로 이동할 수 있도록 설계되었습니다. 자동차가 느린 속도로 이동하는 경우 마찰이 더 커야합니다.
* 실제로, 정적 마찰 계수는 일정하지 않으며 도로 표면의 상태에 따라 달라질 수 있습니다.
속도 (v)와 뱅킹 각도 (θ)가 있는지 알려주세요 - 정적 마찰 계수 (μs)를 계산할 수 있습니다.
